CN105391080B - 一种储能***优化运行方法 - Google Patents

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Abstract

一种储能***优化运行方法，包括中短期优化和超短时优化两个过程。所述中短期优化，基于电池健康和电池累积损伤给出储能***放电深度限制；所述超短时优化，基于实时电池荷电状态SOC反馈对充放电功率进行控制；所述中短期优化时间尺度以1天及以上为周期；所述超短时优化时间尺度为1天以下，小时级或分钟级。本发明方法简单，可对各个储能单元独立分析和评估，给出优化约束和调度指令，并应用于多元储能微电网能量管理方案，提高了方法的可靠性和适用性。

Description

一种储能***优化运行方法
技术领域
本发明涉及一种储能***优化运行方法，属储能***运行技术领域。
背景技术
储能电池由于长期使用必然发生老化或劣化，必须估计电池的健康状况(State-of-Health,SOH)。通过SOH衡量电池的健康程度，其实际表现在电池内部某些参数(如内阻、容量等)的变化上。目前SOH的评估方法有EIS分析、电压评估、电池内阻评估等手段，但都存在各自的缺陷或方法的不成熟，用负载对电池进行完全放电测试仍是工业和专业领域公认的唯一可靠方法。对电池放电测试需要求电池离线环境，同时以0.1C标准放电率放电要求测试时间达10小时。此外，SOH的变化是一个较为缓慢的过程，上百次的充放电循环可体现出SOH的下降。此外，储能电池的充放电深度不仅决定其充放电总次数，并且影响工作过程中的内阻变化，从而直接决定电池的损耗水平，因此，设计合理的运行区间有利于延长电池的使用寿命并提高其工作效率。
发明内容
本发明的目的是，为了克服现有储能电池使用存在的缺陷，提供一种储能***优化运行方法。
实现本发明目的的技术方案如下：
本发明一种储能***优化运行方法，包括中短期优化和超短时优化两个过程；所述中短期优化，基于电池健康和电池累积损伤给出储能***放电深度限制；所述超短时优化，基于实时电池荷电状态SOC反馈对充放电功率进行控制。
所述中短期优化时间尺度以1天及以上为周期；所述超短时优化时间尺度为1天以下，小时级或分钟级。
所述电池累积损伤通过计算得到，其中，Damage表示电池累积损伤，m表示不同放电深度的个数，Ni表示第i个放电深度的循环数，DODi表示第i个放电深度，C(DODi)表示第i个放电深度下对应的电池失效循环数，通过计算得到，α1,α2,α3,α4,α5为拟合参数，且α3＜0，α5＜0。
所述储能***放电深度限制，用DODLim表示，通过曲线拟合计算DODLim＝a+b·eSOH -Damage得到，a,b为拟合参数。
所述超短时优化首先确定电池SOC的上下限值，SOCmax表示上限，SOCmin表示下限；SOCmin通过计算SOCmin＝SOCmax-DODLim·CR得到，其中CR表示电池额定容量；当电池SOC＜SOCmin时，限制电池放电，只运行充电；当电池SOCmin＜SOC＜SOCmax时，电池按照充放电额定功率进行工作；当SOC＞SOCmax时，限制电池充电，只允许放电。
本发明的有益效果是，本发明方法简单，可对各个储能单元独立分析和评估，给出优化约束和调度指令，并应用于多元储能微电网能量管理方案，提高了方法的可靠性和适用性。
具体实施方式
本发明具体实施方式包括以下计算步骤：
(1)优化运行方法包括中短期优化和超短时优化两个过程。中短期优化，基于电池SOH和累积损伤给出储能***放电深度限制，优化时间尺度以1天及以上为周期；超短时优化，基于实时电池荷电状态SOC反馈对充放电功率进行控制，优化时间尺度为1天以下，可以为小时级或分钟级。
(2)计算电池累积损伤其中，Damage表示电池累积损伤，m表示不同放电深度的个数，Ni表示第i个放电深度的循环数，DODi表示第i个放电深度，C(DODi)表示第i个放电深度下对应的电池失效循环数，通过计算得到，α1,α2,α3,α4,α5为拟合参数，且α3＜0，α5＜0。
(3)中短期优化给出储能***放电深度限制，用DODLim表示，通过曲线拟合计算DODLim＝a+b·eSOH-Damage得到，a,b为拟合参数。
(4)超短时优化
确定电池SOC的上下限值：
SOCmax表示上限，可设SOCmax＝0.9；
SOCmin表示下限，通过计算SOCmin＝SOCmax-DODLim·CR得到，其中CR表示电池额定容量。
当电池SOC＜SOCmin时，限制电池放电，只运行充电；
当电池SOCmin＜SOC＜SOCmax时，电池按照充放电额定功率进行工作；
当SOC＞SOCmax时，限制电池充电，只允许放电。

Claims (3)

1.一种储能***优化运行方法，其特征在于，所述方法包括中短期优化和超短时优化两个过程；所述中短期优化基于电池健康状态和电池累计损伤给出储能***放电深度限制；所述电池累积损伤通过计算得到，其中，Damage表示电池累积损伤，m表示不同放电深度的个数，Ni表示第i个放电深度的循环数，DODi表示第i个放电深度，C(DODi)表示第i个放电深度下对应的电池失效循环数，通过计算得到，α1,α2,α3,α4,α5为拟合参数，且α3＜0，α5＜0；
所述超短时优化，基于实时电池荷电状态SOC反馈对充放电功率进行控制；
所述中短期优化时间尺度以1天及以上为周期；所述超短时优化时间尺度为1天以下，小时级或分钟级。
2.根据权利要求1所述一种储能***优化运行方法，其特征在于，所述储能***放电深度限制，用DODLim表示，通过曲线拟合计算DODLim＝a+b·eSOH-Damage得到，a,b为拟合参数；其中，SOH表示储能健康状态，Damage为电池累积损伤。
3.根据权利要求1所述一种储能***优化运行方法，其特征在于，所述超短时优化首先确定电池SOC的上下限值，SOCmax表示上限，SOCmin表示下限；SOCmin通过计算SOCmin＝SOCmax-DODLim·CR得到，其中CR表示电池额定容量；当电池SOC＜SOCmin时，限制电池放电，只运行充电；当电池SOCmin＜SOC＜SOCmax时，电池按照充放电额定功率进行工作；当SOC＞SOCmax时，限制电池充电，只允许放电，其中，DODLim表示储能***放电深度限制，即最大放电深度。
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