一種儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行方法，屬儲能系統(tǒng)運行技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 儲能電池由于長期使用必然發(fā)生老化或劣化，必須估計電池的健康狀況 (State-of-Health，S0H)。通過SOH衡量電池的健康程度，其實際表現(xiàn)在電池內(nèi)部某些參數(shù) (如內(nèi)阻、容量等）的變化上。目前SOH的評估方法有EIS分析、電壓評估、電池內(nèi)阻評估等 手段，但都存在各自的缺陷或方法的不成熟，用負(fù)載對電池進(jìn)行完全放電測試仍是工業(yè)和 專業(yè)領(lǐng)域公認(rèn)的唯一可靠方法。對電池放電測試需要求電池離線環(huán)境，同時WO.IC標(biāo)準(zhǔn)放 電率放電要求測試時間達(dá)10小時。此外，SOH的變化是一個較為緩慢的過程，上百次的充 放電循環(huán)可體現(xiàn)出SOH的下降。此外，儲能電池的充放電深度不僅決定其充放電總次數(shù)，并 且影響工作過程中的內(nèi)阻變化，從而直接決定電池的損耗水平，因此，設(shè)計合理的運行區(qū)間 有利于延長電池的使用壽命并提高其工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是，為了克服現(xiàn)有儲能電池使用存在的缺陷，提供一種儲能系統(tǒng)優(yōu) 化運行方法。
[0004] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：
[0005] 本發(fā)明一種儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行方法，包括中短期優(yōu)化和超短時優(yōu)化兩個過程；所 述中短期優(yōu)化，基于電池健康和電池累積損傷給出儲能系統(tǒng)放電深度限制；所述超短時優(yōu) 化，基于實時電池荷電狀態(tài)SOC反饋對充放電功率進(jìn)行控制。
[0006] 所述中短期優(yōu)化時間尺度W1天及W上為周期；所述超短時優(yōu)化時間尺度為1天 W下，小時級或分鐘級。 W07] 所述電池累積損傷通過計算
得到，其中，Damage表示 電池累積損傷，m表示不同放電深度的個數(shù)，Ni表示第i個放電深度的循環(huán)數(shù)，DODi表示第i個放電深度，C值ODi)表示第i個放電深度下對應(yīng)的電池失效循環(huán)數(shù)，通過
計算得到，a1，〇2,as, (14, 口5為擬合參數(shù)，且曰3 < 0，a 5< 0。
[000引所述儲能系統(tǒng)放電深度限制，用DODum表示，通過曲線擬合計算DODUm= a+b.eS?Damage得到，曰，b為擬合參數(shù)。
[0009] 所述超短時優(yōu)化首先確定電池SOC的上下限值，SOCm。、表示上限，SOCmi。表示下 限；SOCmi。通過計算SOCmi。=SOCmax-DODum?C視到，其中C茂示電池額定容量；當(dāng)電池SOC < SOCmm時，限制電池放電，只運行充電；當(dāng)電池SOC mm< SOC<SOC m。擁，電池按照充放電 額定功率進(jìn)行工作；當(dāng)SOC>SOCm。、時，限制電池充電，只允許放電。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明方法簡單，可對各個儲能單元獨立分析和評估，給出 優(yōu)化約束和調(diào)度指令，并應(yīng)用于多元儲能微電網(wǎng)能量管理方案，提高了方法的可靠性和適 用性。
【具體實施方式】
[0011] 本發(fā)明【具體實施方式】包括W下計算步驟：
[0012] (1)優(yōu)化運行方法包括中短期優(yōu)化和超短時優(yōu)化兩個過程。中短期優(yōu)化，基于電池 SOH和累積損傷給出儲能系統(tǒng)放電深度限制，優(yōu)化時間尺度W 1天及W上為周期；超短時優(yōu) 化，基于實時電池荷電狀態(tài)SOC反饋對充放電功率進(jìn)行控制，優(yōu)化時間尺度為1天W下，可 W為小時級或分鐘級。
[OOU] 似計算電池累積損傷
?其中，Damage表示電池 累積損傷，m表示不同放電深度的個數(shù)，Ni表示第i個放電深度的循環(huán)數(shù)，DODi表 示第i個放電深度，C值ODi)表示第i個放電深度下對應(yīng)的電池失效循環(huán)數(shù)，通過
計算得到，《1，a 2, a 3, a 4, a 5為擬合參數(shù)，且曰3 < 0' a 5< 0。
[0014] (3)中短期優(yōu)化給出儲能系統(tǒng)放電深度限制，用DODum表示，通過曲線擬合計算 DODum= a+b ? e Damage得到，日，b為擬合參數(shù)。 陽〇1引 （4)超短時優(yōu)化
[0016] 確定電池SOC的上下限值：
[0017] SOCmax表示上限，可設(shè) SOCmax= 0. 9; 陽0化]SOCmin表示下限，通過計算SOC min= SOC max-DODum ?Cr得至Ij,其中C康示電池額定 容量。
[0019] 當(dāng)電池SOC<SOCmm時，限制電池放電，只運行充電；
[0020] 當(dāng)電池S0Cmm< SOC < SOC m。擁，電池按照充放電額定功率進(jìn)行工作； 陽02U 當(dāng)SOC > SOCm。擁，限制電池充電，只允許放電。
【主權(quán)項】
1. 一種儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行方法，其特征在于，所述方法包括中短期優(yōu)化和超短時優(yōu)化 兩個過程；所述中短期優(yōu)化，基于電池健康和電池累積損傷給出儲能系統(tǒng)放電深度限制； 所述超短時優(yōu)化，基于實時電池荷電狀態(tài)SOC反饋對充放電功率進(jìn)行控制； 所述中短期優(yōu)化時間尺度以1天及以上為周期；所述超短時優(yōu)化時間尺度為1天以下， 小時級或分鐘級。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行方法，其特征在于，所述電池累積損傷其中，Damage表示電池累積損傷，m表示不同放電深 度的個數(shù)，N1表示第i個放電深度的循環(huán)數(shù)，DOD1表示第i個放電深度，C(DOD1)表示第i個 放電深度下對應(yīng)的電池失效循環(huán)數(shù)，通過C(DQDi)=A+?2 +? _#_計算得到， α 1，α 2, α 3, α 4, α 5為擬合參數(shù)，且α3< 0，α 5< 0〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種儲能系統(tǒng)優(yōu)運行化方法，其特征在于，所述儲能系統(tǒng)放電 深度限制，用DODuni表示，通過曲線擬合計算DODUni=a+b·es?DamagE得到，a，b為擬合參數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行方法，其特征在于，所述超短時優(yōu)化首 先確定電池SOC的上下限值，SOCniax表示上限，S0C_表示下限；SOC_通過計算SOC_ = SOCniax-DODuni ·Cr得到，其中Cr表示電池額定容量；當(dāng)電池SOC<SOCJ寸，限制電池放電， 只運行充電；當(dāng)電池S0C_<SOC<SOCniJt，電池按照充放電額定功率進(jìn)行工作；當(dāng)SOC >SOCJt，限制電池充電，只允許放電。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行方法，其特征在于，所述SOC_= 0. 9。
【專利摘要】一種儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行方法，包括中短期優(yōu)化和超短時優(yōu)化兩個過程。所述中短期優(yōu)化，基于電池健康和電池累積損傷給出儲能系統(tǒng)放電深度限制；所述超短時優(yōu)化，基于實時電池荷電狀態(tài)SOC反饋對充放電功率進(jìn)行控制；所述中短期優(yōu)化時間尺度以1天及以上為周期；所述超短時優(yōu)化時間尺度為1天以下，小時級或分鐘級。本發(fā)明方法簡單，可對各個儲能單元獨立分析和評估，給出優(yōu)化約束和調(diào)度指令，并應(yīng)用于多元儲能微電網(wǎng)能量管理方案，提高了方法的可靠性和適用性。
【IPC分類】H02J7/00, H02J3/32
【公開號】CN105391080
【申請?zhí)枴緾N201510752139
【發(fā)明人】曾偉, 孫旻, 曹蓓
【申請人】國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月3日