CN109713703A - 一种基于电池轮换的储能系统调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电池轮换的储能系统调度方法，涉及储能系统成本优化技术领域。方法包括：读取并初始化电池储能系统参数；根据预测功率，得到各调度时段的分配功率电池个数，并根据使用次数对电池进行排序；判断当前充电需求，根据荷电状态制定充电优先级/放电优先级，并根据充电优先级/放电优先级选取电池进行充电/放电；判断是否完成调度任务，完成则输出各个电池所分配的功率并更新各电池参数，没有完成则进行循环。本发明针对充放电深度影响储能电池寿命的问题，提出一种基于电池轮换的储能系统调度方法，通过电池使用次数和荷电状态的合作博弈，协调了储能电池放电深度和充放电次数，实现了储能系统的电池寿命最长，适用于储能电站功率调度优化控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于电池轮换的储能系统调度方法，尤其是根据电池荷电状态和使用次数，选取部分电池参与功率分配的储能系统调度方法。
背景技术
随着以风电、光伏发电为代表的分布式电源发电技术的迅猛发展，储能的需求量也越来越大。目前电池是应用最广泛的储能设备之一，但电池的成本较高，且其寿命易受运行情况的影响。因此，在考虑经济性的基础上对储能设备进行合理的调度尤为重要。
在大多数储能系统调度策略中，多采用功率均分的方式，没有考虑电池运行模式对电池寿命的影响，存在因放电深度过大从而影响电池寿命以及系统经济性的问题。
发明内容
为了储能系统的经济性，本发明将部分电池参与功率分配并轮换使用，通过协调储能电池放电深度和充放电次数，有效提高电池使用寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种基于电池轮换的储能系统调度方法，包括以下步骤：
步骤1，读取并初始化电池储能系统参数；
步骤2，根据预测功率，得到各调度时段的分配功率电池个数，并根据使用次数对电池进行排序；
步骤3，判断当前充电需求，根据荷电状态制定充电充电优先级/放电优先级，根据充电优先级/放电优先级选取电池进行充电/放电；
步骤4：判断是否完成调度任务，完成则输出各个电池所分配的功率并更新各电池参数，没有完成则转回步骤2。
与现有技术相比，本发明的显著优点为：本发明提出一种基于电池轮换的储能系统调度方法，通过参与功率分配的电池最优个数优化，；以及电池使用次数和荷电状态的合作博弈，可有效提高储能电池的使用寿命，提高储能系统经济性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明提供的储能系统调度方法流程图。
图2是传统功率均分和本发明电池轮换使用的电池寿命对比图。
具体实施方式
下面具体说明本发明的技术内容。
在图1中，一种基于电池轮换的储能系统调度方法，包括以下步骤：
步骤1，读取并初始化电池储能系统参数；
步骤2，根据预测功率，得到各调度时段的分配功率电池个数，并根据使用次数对电池进行排序；
步骤3，判断当前充电需求，根据荷电状态制定充电充电优先级/放电优先级，根据充电优先级/放电优先级选取电池进行充电/放电；
步骤4：判断是否完成调度任务，完成则输出各个电池所分配的功率并更新各电池参数，没有完成则转回步骤2。
步骤1中，所述电池储能系统参数包括不变参数和可变参数，不变参数包括电池储能系统中的电池数目、额定功率、额定容量、额定放电深度、额定充放电次数等；可变参数包括电池储能系统中的电池的当前荷电状态和当前使用次数。
步骤2中，所述预测功率是对负荷进行日前预测，通过对调度周期内的预测数据取均值，得到电池储能系统的调度功率。
步骤2中，所述轮换电池数目由电池寿命Y BOD最大时所对应的m 1确定，电池寿命Y BOD的表达式如下：
式中，N R为额定放电电流和额定放电深度下的可充放电次数，D R为额定放电深度，d为电池实际放电深度，C R为电池的额定容量，T为运行周期，n为运行周期内的充放点次数，为全部电池的有效吞吐量，m为储能系统的电池总数，m1为轮换电池数目，CE为实际放电容量，r 0和r 1为拟合参数，可根据厂家提供的放电深度与可充放电次数的关系数据拟合得到，为实际放电电流下的安培小时数。
步骤3中，所述电池荷电状态被划分为五种：过度放电状态、次充电状态、最佳充放电状态状态、次放电状态和过度充电状态，依次标注为等级1~5。
步骤3中，所述充电优先级先依据电池的使用次数，从使用次数少的电池开始充电，对于使用次数相同的电池，优先对状态等级低的电池充电，直至满足充电需求，但等级5的电池不参与充电。
步骤3中，所述放电优先级先依据电池的使用次数，从使用次数少的电池开始放电，对于使用次数相同的电池，优先对状态等级高的电池放电，直至满足放电需求，但等级1的电池不参与放电。
在图2中，传统功率均分和本发明电池轮换使用的电池寿命对比可得，对于一定的功率需求，存在最优充放电深度与充放电次数的均衡，最优电池轮换个数对应储能系统中电池的最大平均寿命。
本发明提供了一种基于电池轮换的储能系统调度方法，通过计算验证了该方法应用到电池储能系统的可行性，通过提高电池使用寿命，有效降低系统成本，并且减缓电池报废带来的环境污染。
Claims (7)
1.一种基于电池轮换的储能系统调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，读取并初始化电池储能系统参数；
步骤2，根据预测功率，得到各调度时段的分配功率电池个数，并根据使用次数对电池进行排序；
步骤3，判断当前充电需求，根据荷电状态制定充电充电优先级/放电优先级，根据充电优先级/放电优先级选取电池进行充电/放电；
步骤4：判断是否完成调度任务，完成则输出各个电池所分配的功率并更新各电池参数，没有完成则转回步骤2。
2.根据权利要求1所述的一种新型电池储能系统调度方法，其特征在于，步骤1中，所述电池储能系统参数包括不变参数和可变参数，不变参数包括电池储能系统中的电池数目、额定功率、额定容量、额定放电深度、额定充放电次数等；可变参数包括电池储能系统中的电池的当前荷电状态和当前使用次数。
3.根据权利要求1所述的一种新型电池储能系统调度方法，其特征在于，步骤2中，所述预测功率是对负荷进行日前预测，通过对调度周期内的预测数据取均值，得到电池储能系统的调度功率。
4.根据权利要求1所述的一种新型电池储能系统调度方法，其特征在于，步骤2中，所述轮换电池数目由电池寿命Y BOD最大时所对应的m 1确定，电池寿命Y BOD的表达式如下：
式中，N R为额定放电电流和额定放电深度下的可充放电次数，D R为额定放电深度，d为电池实际放电深度，C R为电池的额定容量，T为运行周期，n为运行周期内的充放点次数，为全部电池的有效吞吐量，m为储能系统的电池总数，m 1为轮换电池数目，C E为实际放电容量，r 0和r 1为拟合参数，可根据厂家提供的放电深度与可充放电次数的关系数据拟合得到，为实际放电电流下的安培小时数。
5.根据权利要求1所述的一种新型电池储能系统调度方法，其特征在于，步骤3中，所述电池荷电状态被划分为五种：过度放电状态、次充电状态、最佳充放电状态状态、次放电状态和过度充电状态，依次标注为等级1~5。
6.根据权利要求1所述的一种新型电池储能系统调度方法，其特征在于，步骤3中，所述充电优先级先依据电池的使用次数，从使用次数少的电池开始充电，对于使用次数相同的电池，优先对状态等级低的电池充电，直至满足充电需求，但等级5的电池不参与充电。
7.根据权利要求1所述的一种新型电池储能系统调度方法，其特征在于，步骤3中，所述放电优先级先依据电池的使用次数，从使用次数少的电池开始放电，对于使用次数相同的电池，优先对状态等级高的电池放电，直至满足放电需求，但等级1的电池不参与放电。
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