本發(fā)明屬于儲(chǔ)能控制領(lǐng)域，具體地說是一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)分層動(dòng)態(tài)控制方法。

背景技術(shù)：

在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱的配電網(wǎng)末端，往往因負(fù)荷具有季節(jié)性和時(shí)段性的波動(dòng)而導(dǎo)致電壓支撐能力不足、供電能力弱等問題。分布式新能源發(fā)電技術(shù)(如風(fēng)電、光伏)作為優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)多能源融合的關(guān)鍵，可在配電網(wǎng)末端充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，為其提供必要的有功和無功支撐，提高電網(wǎng)末端節(jié)點(diǎn)的電壓水平。

分布式新能源發(fā)電處于配電網(wǎng)末端時(shí)能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，提高能源利用率，減少污染物的排放，降低配電網(wǎng)網(wǎng)損。但是分布式新能源出力的波動(dòng)性有可能引發(fā)或惡化配電網(wǎng)末端的電能質(zhì)量問題，同時(shí)其引起的配電網(wǎng)潮流雙向流動(dòng)增加了運(yùn)行管理與優(yōu)化調(diào)度的復(fù)雜性。儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠同時(shí)提供有功和無功支撐，穩(wěn)定電網(wǎng)末端節(jié)點(diǎn)電壓水平，提高配電變壓器運(yùn)行效率，增強(qiáng)配電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力，并可在電網(wǎng)故障或檢修時(shí)提供應(yīng)急電源，是提高配電網(wǎng)末端供電能力和供電可靠性的有效技術(shù)手段。

在儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略方面，有很多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。如文獻(xiàn)《雙鋰電池、電容器混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)》(作者：李軍徽，穆鋼，崔新振等.來源：高電壓技術(shù),2015,10:3224-3232.)，根據(jù)分段均值方法確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的參考功率，設(shè)計(jì)了鋰電池運(yùn)行在最佳充放電深度內(nèi)的運(yùn)行控制策略。文獻(xiàn)《微網(wǎng)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)通用綜合控制策略》(作者：董宜鵬，謝小榮，孫浩等.來源：電網(wǎng)技術(shù),2013,12:3310-3316.)，設(shè)計(jì)了一種能夠兼具pq控制、v/f控制和下垂控制功能的儲(chǔ)能系統(tǒng)綜合控制策略。但這些儲(chǔ)能控制策略都是把儲(chǔ)能的實(shí)時(shí)控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度割裂開來，只對(duì)某一個(gè)方面進(jìn)行研究，提出的控制策略與儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際需求不符。在有源配電網(wǎng)或微網(wǎng)中，儲(chǔ)能系統(tǒng)既要參與到經(jīng)濟(jì)調(diào)度中和分布式發(fā)電、負(fù)荷需求響應(yīng)協(xié)調(diào)控制，又需要本地的實(shí)時(shí)控制來實(shí)現(xiàn)平抑波動(dòng)，改善電能的質(zhì)量。

同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的購置與運(yùn)維成本是制約其大規(guī)模推廣應(yīng)用的瓶頸。量化評(píng)估儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命損耗，可對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量規(guī)劃和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性給出有益的參考。在量化儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命損耗方面，文獻(xiàn)《計(jì)及電池壽命和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的微電網(wǎng)儲(chǔ)能容量優(yōu)化》(作者：肖浩,裴瑋,楊艷紅等.來源：高電壓技術(shù),2015,10:3256-3265.)只考慮了蓄電池的放電過程，未計(jì)及儲(chǔ)能系統(tǒng)充電過程中造成的損傷；文獻(xiàn)《基于可變壽命模型的電池儲(chǔ)能容量優(yōu)化配置》(作者：婁素華,易林,吳耀武等.來源：電工技術(shù)學(xué)報(bào),2015,04:265-271.)考慮了電池的規(guī)則充放電過程，但未考慮實(shí)際工程中電池不規(guī)則充放電的工作狀況。以上模型對(duì)壽命的影響因素計(jì)量不夠精確，并不能滿足實(shí)際需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)分層動(dòng)態(tài)控制方法，該方法在分析儲(chǔ)能系統(tǒng)的長期運(yùn)行特性上，在不同時(shí)間尺度上建立基于電池健康度和累計(jì)損傷兩個(gè)指標(biāo)的日內(nèi)調(diào)度模型；基于日內(nèi)調(diào)度模型，在三個(gè)時(shí)間尺度相互協(xié)調(diào)，以實(shí)現(xiàn)新能源配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、最大化新能源消納和平抑新能源功率波動(dòng)等目標(biāo)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)分層動(dòng)態(tài)控制方法，其實(shí)現(xiàn)在有風(fēng)電和光伏發(fā)電接入的新能源配電網(wǎng)中，對(duì)包含鋰電池和超級(jí)電容器的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充放電優(yōu)化控制，包括：

a、建立包括冷熱電聯(lián)產(chǎn)微燃機(jī)、儲(chǔ)能運(yùn)行和負(fù)荷調(diào)度在內(nèi)的新能源配電網(wǎng)運(yùn)行成本模型及其約束模型，構(gòu)建以經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)為目標(biāo)的日前調(diào)度模型；

b、以混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求出力與實(shí)際出力偏差和累計(jì)壽命損傷兩項(xiàng)指標(biāo)作為日內(nèi)調(diào)度模型懲罰函數(shù)，建立計(jì)及新能源消納收益的日內(nèi)調(diào)度模型，并基于日內(nèi)調(diào)度模型求解結(jié)果，安排混合儲(chǔ)能系統(tǒng)未來4小時(shí)內(nèi)soc變化曲線；

c、實(shí)時(shí)計(jì)算混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的累計(jì)損傷，并構(gòu)建實(shí)時(shí)成本函數(shù)，根據(jù)最優(yōu)化結(jié)果對(duì)鋰電池和超級(jí)電容器器進(jìn)行功率分配。

進(jìn)一步地，步驟a中，

a1、日前調(diào)度模型如下：

maxf(p,sw,u)

其中，f(p,sw,u)為目標(biāo)函數(shù)，為可調(diào)度型分布式微源發(fā)電成本、儲(chǔ)能運(yùn)行成本和負(fù)荷調(diào)度成本之和；h(p,sw,u)和g(p,sw,u)分別為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的等式約束和不等式約束，g和分別對(duì)應(yīng)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)不等式約束的上、下限；p為可調(diào)度型分布式微源及彈性負(fù)荷功率值的集合，sw為啟停狀態(tài)集合，u為運(yùn)行狀態(tài)值的集合，p、sw、u均為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化決策變量；d為可調(diào)度型分布式微源及彈性負(fù)荷功率值的取值范圍集合；

a2、依據(jù)光伏/風(fēng)電出力短期預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和負(fù)荷短期預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)建立的日前調(diào)度模型，計(jì)算得到次日24小時(shí)內(nèi)、以15分鐘為間隔的96個(gè)點(diǎn)的決策變量值；因超級(jí)電容器用于平抑新能源出力的實(shí)時(shí)波動(dòng)，故得到的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行功率曲線即為鋰電池的24小時(shí)功率曲線，由下式計(jì)算鋰電池24小時(shí)soc變化曲線：

上式中，t的取值范圍為0-24小時(shí)，soc(0)表示鋰電池在0時(shí)刻的soc值，soc24h(t)表示鋰電池在t時(shí)刻的soc值，p是鋰電池的充放電功率；將所述的soc24h(t)作為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)未來4小時(shí)出力曲線的參考。

進(jìn)一步地，步驟b的具體過程如下：

b1、為量化混合儲(chǔ)能系統(tǒng)日內(nèi)充放電過程對(duì)電池壽命的累計(jì)損傷，將不充放電過程等效成規(guī)則充放電過程，再利用循環(huán)次數(shù)-放電深度曲線折算；

b2、建立日內(nèi)調(diào)度模型懲罰函數(shù)，包括混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求出力與實(shí)際出力的偏差，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的日內(nèi)充放電過程對(duì)電池壽命的累計(jì)損傷；

b3、基于日內(nèi)調(diào)度模型懲罰函數(shù)，構(gòu)建日內(nèi)調(diào)度模型：

s.t.max{20％,soc24h(t)·(1-15％)}≤soc(t)≤min{80％,soc24h(t)·(1+15％)}

其中，g(soc(t))是日內(nèi)調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)，由混合儲(chǔ)能系統(tǒng)消納新能源出力產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)收益、出力偏差懲罰函數(shù)與壽命損傷懲罰函數(shù)組成，新能源出力產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)收益近似等于未來4小時(shí)內(nèi)電池soc波動(dòng)值之和，即∑δsoc；socreq(t)是鋰電池的soc需求函數(shù)；soc(t)表示未來4小時(shí)內(nèi)安排鋰電池soc的變化曲線；k1和k2分別表示出力偏差懲罰函數(shù)和壽命損傷懲罰函數(shù)的懲罰因子，r4h表示某日內(nèi)調(diào)度模型對(duì)電池壽命造成的損傷值。

更進(jìn)一步地，基于鋰電池的需求功率曲線，得鋰電池的soc需求曲線socreq(t)，依據(jù)下式計(jì)算：

上式中，soc(0)表示鋰電池在0時(shí)刻的soc值，p是鋰電池的充放電功率，t的取值范圍為0-4小時(shí)。

更進(jìn)一步地，將soc(t)離散化，每15分鐘時(shí)間點(diǎn)的soc值作為粒子的一維，采用粒子群算法求解全局最優(yōu)解，該解即為滿足新能源消納最優(yōu)的soc(t)安排變化曲線。

進(jìn)一步地，步驟c的具體過程如下：

c1、在三分鐘時(shí)間尺度內(nèi)，由下式計(jì)算鋰電池的實(shí)時(shí)累計(jì)損傷：

l2＝l1exp(ksoc(savg-0.5)/0.25)(1-lli)

lli＝∑δlli

上式中，l1和l2為計(jì)算δlli的中間變量，δlli表示時(shí)間τ內(nèi)鋰電池的壽命損耗增量；tref和tli分別為參考環(huán)境溫度和鋰電池的實(shí)際溫度的攝氏溫度值，即tref＝25℃；trefa和tlia分別為參考環(huán)境溫度和鋰電池的實(shí)際溫度的絕對(duì)溫度值；τlife_li為容量衰減為80％標(biāo)稱容量的日歷壽命估算值；kt代表溫度每升高10℃時(shí)，鋰電池壽命衰減率加倍；kco、kex和ksoc均為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)和查出廠參數(shù)獲??；lli表示鋰電池的壽命損耗系數(shù)；savg和socdev分別表示在該時(shí)間段內(nèi)soc的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；n表示鋰電池充放電吞吐量的標(biāo)幺值；pout(t)是鋰電池實(shí)時(shí)充放電功率；rth是經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；

c2、基于鋰電池的實(shí)時(shí)累計(jì)損傷，構(gòu)建3分鐘尺度內(nèi)實(shí)時(shí)成本函數(shù)：

其中，第一項(xiàng)表示儲(chǔ)能系統(tǒng)總體出力與實(shí)際需求出力的偏差，第二項(xiàng)表示壽命損耗折算的成本，第三項(xiàng)表示未來三分鐘內(nèi)電池的荷電狀態(tài)與4小時(shí)規(guī)劃荷電狀態(tài)的偏差，該實(shí)時(shí)成本函數(shù)是濾波時(shí)間常數(shù)tf的函數(shù)；

上式中，p(t)和preq(t)分別表示混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的總體出力和實(shí)際需求出力；socreq2(t)為4小時(shí)規(guī)劃中鋰電池的荷電狀態(tài)；k2和k3分別表示壽命損傷懲罰函數(shù)和荷電狀態(tài)偏差懲罰函數(shù)的懲罰因子；r3min為該實(shí)時(shí)調(diào)度方案對(duì)電池壽命造成的損傷值；

c3、為制定儲(chǔ)能系統(tǒng)中鋰電池/超級(jí)電容器器的功率分配計(jì)劃，對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率指令phess，采用低通濾波器對(duì)其濾波，得到低頻分量plow和高頻分量phigh，并由下式計(jì)算：

上式是功率濾波的s域形式，其中，tf是濾波時(shí)間常數(shù)，plow是令鋰電池消納低頻分量，phigh是令超級(jí)電容器器消納高頻分量，求解令目標(biāo)成本函數(shù)取得最小值的濾波時(shí)間常數(shù)tf，并用于實(shí)時(shí)的功率分配。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果如下：

1、提出了在三個(gè)時(shí)間尺度相互協(xié)調(diào)的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)分層動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方法，充分利用不同時(shí)間尺度的發(fā)電/負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，在長時(shí)間尺度內(nèi)，結(jié)合日前和日內(nèi)對(duì)新能源、主動(dòng)負(fù)荷和儲(chǔ)能協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化控制的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)參與全局的協(xié)調(diào)控制與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以及新能源的最大化消納。在短時(shí)間尺度內(nèi)對(duì)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)的控制，更好實(shí)現(xiàn)平抑新能源/負(fù)荷功率波動(dòng)和改善電能質(zhì)量。

2、分別在15分鐘和3分鐘兩個(gè)時(shí)間尺度上，對(duì)充放電調(diào)度進(jìn)行電池健康狀況評(píng)估，更準(zhǔn)確計(jì)量儲(chǔ)能控制策略對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命的影響，延長儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命，有效降低運(yùn)行成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是國內(nèi)某地區(qū)微電網(wǎng)風(fēng)光儲(chǔ)混合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖3是鋰電池循環(huán)充放電次數(shù)與充放電深度關(guān)系曲線圖；

圖4是本發(fā)明日前和日內(nèi)soc需求曲線圖；

圖5是本發(fā)明未來3min功率指令曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

一種混合儲(chǔ)能系統(tǒng)分層動(dòng)態(tài)控制方法，其實(shí)現(xiàn)在有風(fēng)電和光伏發(fā)電接入的新能源配電網(wǎng)中，對(duì)包含鋰電池和超級(jí)電容器的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充放電優(yōu)化控制，步驟如下：

a、建立包括冷熱電聯(lián)產(chǎn)微燃機(jī)、儲(chǔ)能運(yùn)行和負(fù)荷調(diào)度在內(nèi)的新能源配電網(wǎng)運(yùn)行成本模型及其約束模型，構(gòu)建以經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)為目標(biāo)的日前調(diào)度模型。

a1、日前調(diào)度模型如下：

maxf(p,sw,u)

其中，f(p,sw,u)為目標(biāo)函數(shù)，為可調(diào)度型分布式微源發(fā)電成本、儲(chǔ)能運(yùn)行成本和負(fù)荷調(diào)度成本之和；h(p,sw,u)和g(p,sw,u)分別為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的等式約束和不等式約束，g和分別對(duì)應(yīng)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)不等式約束的上、下限；p為可調(diào)度型分布式微源及彈性負(fù)荷功率值的集合，sw為啟停狀態(tài)集合，u為運(yùn)行狀態(tài)值的集合，p、sw、u均為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化決策變量；d為可調(diào)度型分布式微源及彈性負(fù)荷功率值的取值范圍集合。

a2、依據(jù)光伏/風(fēng)電出力短期預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和負(fù)荷短期預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)建立的日前調(diào)度模型，計(jì)算得到次日24小時(shí)內(nèi)、以15分鐘為間隔的96個(gè)點(diǎn)的決策變量值；因超級(jí)電容器用于平抑新能源出力的實(shí)時(shí)波動(dòng)，故得到的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行功率曲線即為鋰電池的24小時(shí)功率曲線，由下式計(jì)算鋰電池24小時(shí)soc變化曲線：

上式中，t的取值范圍為0-24小時(shí)，soc(0)表示鋰電池在0時(shí)刻的soc值，soc24h(t)表示鋰電池在t時(shí)刻的soc值，p是鋰電池的充放電功率；將所述的soc24h(t)作為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)未來4小時(shí)出力曲線的參考。

b、以混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求出力與實(shí)際出力偏差和累計(jì)壽命損傷兩項(xiàng)指標(biāo)作為日內(nèi)調(diào)度模型懲罰函數(shù)，以不超過日前規(guī)劃soc變化的15％為約束條件，建立計(jì)及新能源消納收益的日內(nèi)調(diào)度模型，并基于日內(nèi)調(diào)度模型求解結(jié)果，安排混合儲(chǔ)能系統(tǒng)未來4小時(shí)內(nèi)soc變化曲線。

b1、為量化混合儲(chǔ)能系統(tǒng)日內(nèi)充放電過程對(duì)電池壽命的累計(jì)損傷，將不充放電過程等效成規(guī)則充放電過程，再利用循環(huán)次數(shù)-放電深度曲線折算；

b2、建立日內(nèi)調(diào)度模型懲罰函數(shù)，包括混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求出力與實(shí)際出力的偏差，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的日內(nèi)充放電過程對(duì)電池壽命的累計(jì)損傷；

b3、基于日內(nèi)調(diào)度模型懲罰函數(shù)，構(gòu)建日內(nèi)調(diào)度模型：

s.t.max{20％,soc24h(t)·(1-15％)}≤soc(t)≤min{80％,soc24h(t)·(1+15％)}

其中，g(soc(t))是日內(nèi)調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)，由混合儲(chǔ)能系統(tǒng)消納新能源出力產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)收益、出力偏差懲罰函數(shù)與壽命損傷懲罰函數(shù)組成，新能源出力產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)收益近似等于未來4小時(shí)內(nèi)電池soc波動(dòng)值之和，即∑δsoc；socreq(t)是鋰電池的soc需求函數(shù)；soc(t)表示未來4小時(shí)內(nèi)安排鋰電池soc的變化曲線。k1和k2分別表示出力偏差懲罰函數(shù)和壽命損傷懲罰函數(shù)的懲罰因子，r4h表示某日內(nèi)調(diào)度模型對(duì)電池壽命造成的損傷值。

基于鋰電池的需求功率曲線，得鋰電池的soc需求曲線socreq(t)，依據(jù)下式計(jì)算：

上式中，soc(0)表示鋰電池在0時(shí)刻的soc值，p是鋰電池的充放電功率，t的取值范圍為0-4小時(shí)。

將soc(t)離散化，每15分鐘時(shí)間點(diǎn)的soc值作為粒子的一維，采用粒子群算法求解全局最優(yōu)解，該解即為滿足新能源消納最優(yōu)的soc(t)安排變化曲線。

c、實(shí)時(shí)計(jì)算混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的累計(jì)損傷，并構(gòu)建實(shí)時(shí)成本函數(shù)，根據(jù)最優(yōu)化結(jié)果對(duì)鋰電池和超級(jí)電容器器進(jìn)行功率分配。

c1、在三分鐘時(shí)間尺度內(nèi)，由下式計(jì)算鋰電池的實(shí)時(shí)累計(jì)損傷：

l2＝l1exp(ksoc(savg-0.5)/0.25)(1-lli)

lli＝∑δlli

上式中，l1和l2為計(jì)算δlli的中間變量，δlli表示時(shí)間τ內(nèi)鋰電池的壽命損耗增量；tref和tli分別為參考環(huán)境溫度和鋰電池的實(shí)際溫度的攝氏溫度值，即tref＝25℃；trefa和tlia分別為參考環(huán)境溫度和鋰電池的實(shí)際溫度的絕對(duì)溫度值；τlife_li為容量衰減為80％標(biāo)稱容量的日歷壽命估算值；kt代表溫度每升高10℃時(shí)，鋰電池壽命衰減率加倍；kco、kex和ksoc均為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)和查出廠參數(shù)獲??；lli表示鋰電池的壽命損耗系數(shù)；savg和socdev分別表示在該時(shí)間段內(nèi)soc的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；n表示鋰電池充放電吞吐量的標(biāo)幺值；pout(t)是鋰電池實(shí)時(shí)充放電功率；rth是經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。

c2、基于鋰電池的實(shí)時(shí)累計(jì)損傷，構(gòu)建3分鐘尺度內(nèi)實(shí)時(shí)成本函數(shù)：

其中，第一項(xiàng)表示儲(chǔ)能系統(tǒng)總體出力與實(shí)際需求出力的偏差，第二項(xiàng)表示壽命損耗折算的成本，第三項(xiàng)表示未來三分鐘內(nèi)電池的荷電狀態(tài)與4小時(shí)規(guī)劃荷電狀態(tài)的偏差，該實(shí)時(shí)成本函數(shù)是濾波時(shí)間常數(shù)tf的函數(shù)；

上式中，p(t)和preq(t)分別表示混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的總體出力和實(shí)際需求出力；socreq2(t)為4小時(shí)規(guī)劃中鋰電池的荷電狀態(tài)；k2和k3分別表示壽命損傷懲罰函數(shù)和荷電狀態(tài)偏差懲罰函數(shù)的懲罰因子；r3min為該實(shí)時(shí)調(diào)度方案對(duì)電池壽命造成的損傷值。

c3、為制定儲(chǔ)能系統(tǒng)中鋰電池/超級(jí)電容器器的功率分配計(jì)劃，對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率指令phess，采用低通濾波器對(duì)其濾波，得到低頻分量plow和高頻分量phigh，并由下式計(jì)算：

上式是功率濾波的s域形式，其中，tf是濾波時(shí)間常數(shù)，plow是令鋰電池消納低頻分量，phigh是令超級(jí)電容器器消納高頻分量，求解令目標(biāo)成本函數(shù)取得最小值的濾波時(shí)間常數(shù)tf，并用于實(shí)時(shí)的功率分配。

應(yīng)用例

本應(yīng)用例結(jié)合國內(nèi)某地區(qū)分布式新能源/儲(chǔ)能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的基本參數(shù)，考慮基于電池累計(jì)損傷建立的日內(nèi)調(diào)度模型，構(gòu)建平抑分布式新能源功率波動(dòng)性、最大化消納分布式新能源的目標(biāo)，優(yōu)化各層的控制變量，同時(shí)對(duì)所提出的基于電池soc、soh狀態(tài)相結(jié)合的儲(chǔ)能系統(tǒng)分層動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方法進(jìn)行驗(yàn)證。

本應(yīng)用例結(jié)合國內(nèi)某地區(qū)微電網(wǎng)，微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如附圖2所示，計(jì)算條件說明如下：

1)系統(tǒng)參數(shù)：同步發(fā)電機(jī)容量30kva，雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量15kva，混合儲(chǔ)能逆變器容量15kva(鋰電池容量100ah，額定電壓240v；超級(jí)電容器器電容15f，額定電壓360v)，負(fù)荷有功功率15kw、無功功率20kvar。

2)鋰電池的循環(huán)次數(shù)-放電深度曲線如附圖3所示，其擬合函數(shù)：

ncir(dod)＝-3278dod⁴-5dod³+12823dod²-14122dod+5112

在上述計(jì)算條件下，應(yīng)用本發(fā)明方法的具體實(shí)施步驟如下：

1、構(gòu)建有源配電網(wǎng)以經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)為目標(biāo)的日前調(diào)度模型，求解出可調(diào)度型微源及彈性負(fù)荷功率、啟停狀態(tài)集合等優(yōu)化決策變量，并結(jié)合光伏/風(fēng)電出力短期預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、負(fù)荷短期預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，得到鋰電池的24小時(shí)功率曲線。計(jì)算其24小時(shí)soc變化曲線：

為減少累計(jì)誤差，約定每周對(duì)電池的剩余容量值進(jìn)行一次校正。將此作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的未來4小時(shí)出力曲線的參考，記為soc24h(t)。

2、基于風(fēng)電、光伏和負(fù)荷的超短期預(yù)測(cè)，得到未來4小時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力需求曲線，積分得到soc的需求變化曲線。按下式建立計(jì)及新能源消納收益的日內(nèi)調(diào)度模型：

s.t.max{20％,soc24h(t)·(1-15％)}≤soc(t)≤min{80％,soc24h(t)·(1+15％)}

將不規(guī)則充放電過程等效為規(guī)則充放電過程，可用計(jì)算機(jī)程序或者專用的計(jì)數(shù)儀器上自動(dòng)完成。利用循環(huán)次數(shù)-放電深度擬合函數(shù)，將規(guī)則充放電過程的吞吐電量折算成標(biāo)況下的累計(jì)損傷：

將soc(t)離散化，用粒子群算法求解上述模型，得出滿足新能源消納的最優(yōu)soc(t)調(diào)度曲線。兩條soc(t)調(diào)度曲線如附圖4所示。

3、考慮電池?zé)嵝?yīng)、放電深度、soc波動(dòng)等因素造成的壽命損耗，依據(jù)如下公式計(jì)算三分鐘壽命評(píng)估模型中的累計(jì)損傷：

l2＝l1exp(ksoc(savg-0.5)/0.25)(1-l)

需要用到的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)kco、kex、和ksoc分別為3.66×10^-5、0.717和0.916。

該時(shí)間段內(nèi)鋰電池的壽命損耗系數(shù)：

lli＝∑δlli

求解成本函數(shù)：

得到另目標(biāo)成本函數(shù)取最小值的濾波時(shí)間常數(shù)tf。

依據(jù)下式對(duì)鋰電池和超級(jí)電容器器進(jìn)行功率分配：

未來三分鐘內(nèi)功率指令合成曲線如附圖5所示。

本發(fā)明不受具體電網(wǎng)以及結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)參數(shù)的限制。

本文中所描述的有關(guān)方法步驟和數(shù)據(jù)只是本發(fā)明的具體實(shí)施例，是對(duì)本發(fā)明精神作的總體闡釋和舉例說明，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可意識(shí)到變型或可選的實(shí)施例的多種可能性，在本發(fā)明的精神和原理啟發(fā)下，作各種修改、補(bǔ)充、改進(jìn)或類似替代，例如在計(jì)算條件中系統(tǒng)參數(shù)或是鋰電池特性的不同?？梢岳斫獾氖牵@些修改、補(bǔ)充、改進(jìn)或替代將被認(rèn)為是包括在本發(fā)明中，而并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。