[发明专利]考虑全寿命周期成本的风电场储能系统经济效益评估方法

摘要

一种考虑全寿命周期成本的风电场储能系统经济效益评估方法，其特征在于该方法所包含的步骤如下第一步，根据电池的基本参数折算出电池特定放电深度R下电池的寿命；第二步，将蓄电池的寿命折算成储能系统的经济成本；第三步，储能系统接入风电场产生的经济效益；第四步，得出考虑全寿命周期成本的风电场储能系统经济收益；第五步，根据步骤一到第四步建立的模型和计算函数式进行多目标优化。本发明可以准确估算出不同放电深度下储能系统运行寿命，并折算出储能系统运行年限。本发明计算出考虑储能系统不同放电深度、过放现象、容量不能满足负荷要求、弃风所损失的成本，并充分考虑风电场中储能系统运行的经济效益。

主权项

一种考虑全寿命周期成本的风电场储能系统经济效益评估方法，其特征在于：该方法所包含的步骤如下：第一步，根据电池的基本参数折算出电池特定放电深度R下电池的寿命；深度R下进行充放电，蓄电池的寿命L计算式为L=1Σi=0NMi,R---(1)]]>其中，N为电池满充放下的最大循环次数；Mi,R为电池以深度R下第i次充放电时的寿命损耗；由于放电深度R是时变参数，为减少误差，通过拟合方法求取不同充放电深度下蓄电池的全生命周期的循环次数Na及运行周期：Na=α1+α2e-α3R1+α4e-α5R2+...+αi-2e-αi-1Ri---(2)]]>其中，α1，α2，…，αi+1为一组常数，对电池寿命测试数据进行回归模拟获得；Ri为不同充放电深度；假设每年蓄电池充放电次数为b次，则储能装置的运行周期为T为T=Nab---(3)]]>第二步，将蓄电池的寿命折算成储能系统的经济成本；考虑蓄电池放电深度、过放现象对所对应的经济成本；在考虑储能系统全周期经济成本时，同样需要考虑当蓄电池存储电量达到上限时能源损失的成本，另当蓄电池电量跌到下限时过放无法满足负荷所损失的成本；由于购进储能设备的成本C0固定不变，维修设备的成本CΓ0+ΔCΓieβ每年按一定比例增长，所以储能系统全寿命周期成本C；C=Σi=04Ci+CΓ0+ΔCΓieβ---(4)]]>其中，Ci为放电深度、过放现象、容量不能满足负荷要求、弃风所损失的成本，i＝1,2,3,4；CΓ0为第一年的维修成本；ΔCΓi为第i年维修成本增长值；β为增长系数；e代表增长按指数形式。第三步，储能系统接入风电场产生的经济效益；根据峰谷电价的不同，储能装置在负荷低谷且电价较低情况下进行充电，在负荷高峰且电机高时进行放电；储能系统全寿命周期削峰填谷的经济收益为：h1=Σi,j=124n(mi+Pi+-ηmj-Pj-)---(5)]]>其中，Pi+第i小时段储能装置的放电功率；第j小时段储能装置的充电功率；为第j小时段的电价，即用电低谷期电价；为第i小时段的电价，即用电高峰期电价；n为储能装置年投运天数，n≤T；η为储能装置的放电效率。第四步，得出考虑全寿命周期成本的风电场储能系统经济收益；f=Σk=14hk-C---(6)]]>其中，hk为储能装置的经济收益；C为储能装置的成本。第五步，根据步骤一到第四步建立的模型和计算函数式进行多目标优化。