考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度方法和系统技术方案

本发明专利技术属于储能技术领域，公开一种考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度方法，包括：获取储能调度指令；根据所述储能实时调度指令，调用约束条件求解预先建立的考虑电池梯次利用及健康状态的目标函数，获得储能优化调度结果；输出所述储能优化调度结果。本发明专利技术在优化调度过程中，充分考虑了电池梯次利用及健康状态，保证储能系统调控的可靠性。保证储能系统调控的可靠性。保证储能系统调控的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度方法和系统


[0001]本专利技术储能系统
，特别涉及一种考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度方法和系统。

技术介绍

[0002]目前，能源行业正加速能源清洁化转型进程，梯次利用储能系统应用于电力系统中保证供需平衡及供能可靠性成为研究的关键点。目前，能源行业制定了相关关于的电池回收机制，助力新能源产业更好更快发展。梯次用动力电池的剩余容量和容量衰减特性满足梯次利用的要求。然而，容量不一致对电池重组和管理提出了挑战。同时，部分电池容量突然衰减，影响了梯级梯次利用储能系统的可靠运行。在梯次利用过程中保证储能系统安全可靠运行时亟待研究的主要问题。
[0003]将退役的动力电池应用到电力系统进行低碳经济调度时，当前具有2个需要进一步研究的问题：首先，电力系统中梯次利用储能系统进行优化调度时，存在着初始成本较高，随着充放电次数增加损耗严重，影响系统整体供电可靠性。其次，梯次利用储能系统应用于电力系统调度时，需要考虑不同调度时间尺度的供电可靠性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度方法和系统，以提升系统整体供电可靠性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度方法，包括：
[0007]获取储能调度指令；
[0008]根据所述储能实时调度指令，调用约束条件求解预先建立的考虑电池梯次利用及健康状态的目标函数，获得储能优化调度结果；
[0009]输出所述储能优化调度结果。
[0010]本专利技术进一步的改进在于：所述考虑电池梯次利用及健康状态的目标函数为：
[0011][0012]式中，是电池组l在时间t的SOC；是电池组l的参考SOC值；是电池组l在时间t的SOH；N
bess
是调度过程中工作电池组的数量，τ为寿命损耗系数。
[0013]本专利技术进一步的改进在于：所述约束条件包括：
[0014][0015]式中，Δt是功率采样的时间间隔，分别是多类型储能在时间t和t
‑
1的SOC；P
tBESS
是多类型储能在时间t的充电或放电功率；为多类型储能额定容量；
[0016][0017]式中，分别是电池组l在时间t的功率、充放电电量；是电池组l的额定容量；
[0018]只允许潮流单向流动时约束条件还包括：
[0019][0020]允许潮流双向流动时约束条件还包括：
[0021][0022]式中，为节点i在时间t的有功功率，为节点j在时间t的无功功率；和是配电网输电线路ij的电阻和电抗，i为起始节点，j为终止节点，U
i,t
和U
j,t
是输电线路节点i和节点j的节点电压在时间t的纵向分量，U0是平衡节点电压。
[0023]本专利技术进一步的改进在于：调用约束条件求解预先建立的考虑电池梯次利用及健康状态的目标函数，获得储能优化调度结果的步骤中，还包括：
[0024]求解满足公式(5)优化目标的基础上求解公式(4)的优化目标，获得考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度结果；
[0025][0026]式中，为配电网与主电网之间在时间t的换电成本，为配电网与主电网连接节点i在时间t的换电，C
t
为配电网在时间t的分时电价，为系统电压节点的偏差，U
i,t
为时间t节点i的节点电压，|(U
i,t
‑
1)|为标准单位制下的节点电压偏差，ρ为节点电压偏差的惩罚系数，N是配电网中的节点总数，T是调度周期的总数。
[0027]本专利技术进一步的改进在于：调用约束条件求解预先建立的考虑电池梯次利用及健康状态的目标函数，获得储能优化调度结果的步骤中，使用CPLEX数学规划，将优化调度模型转化为混合整数规划问题求解；
[0028][0029]其中，f(x)对应的是公式(4)和(5)的优化目标，g
k
(x)为优化调度的等式约束。
[0030]第二方面，本专利技术提供一种考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度系统，包括：
[0031]获取模块，用于获取储能调度指令；
[0032]求解模块，用于根据所述储能调度指令，调用约束条件求解预先建立的考虑电池梯次利用及健康状态的目标函数，获得储能优化调度结果；
[0033]输出结果，用于输出所述储能优化调度结果。
[0034]本专利技术进一步的改进在于：所述考虑电池梯次利用及健康状态的目标函数为：
[0035][0036]式中，是电池组l在时间t的SOC；是电池组l的参考SOC值；是电池组l在时间t的SOH；N
bess
是调度过程中工作电池组的数量，τ为寿命损耗系数。
[0037]本专利技术进一步的改进在于：所述约束条件包括：
[0038][0039]式中，Δt是功率采样的时间间隔，分别是多类型储能在时间t和t
‑
1的SOC；P
tBESS
是多类型储能在时间t的充电或放电功率；为多类型储能额定容量；
[0040][0041]式中，分别是电池组l在时间t的功率、充放电电量；是电池组l的额定容量；
[0042]只允许潮流单向流动时约束条件还包括：
[0043][0044]允许潮流双向流动时约束条件还包括：
[0045][0046]式中，为节点i在时间t的有功功率，为节点j在时间t的无功功率；和是配电网输电线路ij的电阻和电抗，i为起始节点，j为终止节点，U
i,t
和U
j,t
是输电线路节点i和节点j的节点电压在时间t的纵向分量，U0是平衡节点电压；
[0047]求解模块调用约束条件求解预先建立的考虑电池梯次利用及健康状态的目标函
数，获得储能优化调度结果的步骤中，还包括：
[0048]求解满足公式(5)优化目标的基础上求解公式(4)的优化目标，获得考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度结果；
[0049][0050]式中，为配电网与主电网之间在时间t的换电成本，为配电网与主电网连接节点i在时间t的换电，C
t
为配电网在时间t的分时电价，为系统电压节点的偏差，U
i,t
为时间t节点i的节点电压，|(U
i,t
‑
1)|为标准单位制下的节点电压偏差，ρ为节点电压偏差的惩罚系数，N是配电网中的节点总数，T是调度周期的总数。
[0051]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现所述的考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度方法。
[0052]第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度方法，其特征在于，包括：获取储能调度指令；根据所述储能实时调度指令，调用约束条件求解预先建立的考虑电池梯次利用及健康状态的目标函数，获得储能优化调度结果；输出所述储能优化调度结果。2.根据权利要求1所述的考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度方法，其特征在于，所述考虑电池梯次利用及健康状态的目标函数为：式中，是电池组l在时间t的SOC；是电池组l的参考SOC值；是电池组l在时间t的SOH；N
bess
是调度过程中工作电池组的数量，τ为寿命损耗系数。3.根据权利要求2所述的考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度方法，其特征在于，所述约束条件包括：式中，Δt是功率采样的时间间隔，分别是多类型储能在时间t和t
‑
1的SOC；P
tBESS
是多类型储能在时间t的充电或放电功率；为多类型储能额定容量；式中，分别是电池组l在时间t的功率、充放电电量；是电池组l的额定容量；只允许潮流单向流动时约束条件还包括：允许潮流双向流动时约束条件还包括：式中，为节点i在时间t的有功功率，为节点j在时间t的无功功率；和是配电网输电线路ij的电阻和电抗，i为起始节点，j为终止节点，U
i,t
和U
j,t
是输电线路节点i和节点j的节点电压在时间t的纵向分量，U0是平衡节点电压。4.根据权利要求2或3所述的考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度方法，其特
征在于，调用约束条件求解预先建立的考虑电池梯次利用及健康状态的目标函数，获得储能优化调度结果的步骤中，还包括：求解满足公式(5)优化目标的基础上求解公式(4)的优化目标，获得考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度结果；式中，为配电网与主电网之间在时间t的换电成本，为配电网与主电网连接节点i在时间t的换电，C
t
为配电网在时间t的分时电价，为系统电压节点的偏差，U
i,t
为时间t节点i的节点电压，|(U
i,t
‑
1)|为标准单位制下的节点电压偏差，ρ为节点电压偏差的惩罚系数，N是配电网中的节点总数，T是调度周期的总数。5.根据权利要求4所述的考虑电池梯次利用及健康状态的储能优化调度方法，其特征在于，调用约束条件求解预先建立的考虑电池梯次利用及健康状态的目标函数，获得储能优化调度结果的步骤中，使用CPLEX数学规划，将优化调度模型转化为混合整数规划问题求解；其中，f(x)对应的是公式(4)和(5)的优化目标，g
k
(x)为优化调度的等式约束。6.考虑电池梯次...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相俊，王上行，颜宁，张永密，李焓宁，刘钰磊，贾学翠，李阳，张海林，朱轶，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：