[發(fā)明專利]一種考慮鋰離子電池壽命的儲能調(diào)峰電站優(yōu)化運行方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811416266.9
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109245143B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯慶春;王毅;張寧;康重慶;羅卓偉;李明軒
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇云上電力科技有限公司;清華大學(xué)
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種考慮鋰離子電池壽命的儲能調(diào)峰電站優(yōu)化運行方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)根據(jù)鋰離子電池壽命終點，進行實驗獲取鋰離子電池壽命原始數(shù)據(jù)；具體步驟如下

1-1)根據(jù)儲能調(diào)峰電站的鋰離子電池型號，選取相同型號的鋰離子電池；在環(huán)境溫度、充放電速率、充放電時間間隔相同的情況下，利用N組電池同步進行以下實驗：

對每組電池選取不同的放電深度d，每組電池以恒定的放電深度d進行電池循環(huán)實驗，記錄每組電池放電深度d及每次循環(huán)的充電效率和放電效率通過下式計算電池及連接逆變器的總充電效率和總放電效率η^cha、η^dis：

其中，為逆變器充電效率，為逆變器放電效率；

1-2)對步驟1-1)的結(jié)果進行判定：若總充電效率和總放電效率滿足式(2)，則判斷該組電池到達壽命終點，并記錄下此時電池的循環(huán)次數(shù)即為該組電池壽命期內(nèi)最大循環(huán)次數(shù)否則繼續(xù)該組電池的循環(huán)實驗，直到得到每組電池的放電深度與對應(yīng)的壽命期內(nèi)最大循環(huán)次數(shù)，獲取鋰離子電池壽命原始數(shù)據(jù)完畢；

其中，P為谷時刻充入電池中的電量，π^p、π^v分別為電網(wǎng)峰時電價和谷時電價，CST為儲能調(diào)峰電站固定運行成本；

2)確立鋰離子電池循環(huán)壽命模型；具體步驟如下

2-1)根據(jù)步驟1)得到的鋰離子電池壽命原始數(shù)據(jù)，利用最小二乘法對式(3)的冪函數(shù)進行擬合，得到鋰離子電池循環(huán)壽命模型參數(shù)N₀、k，其中N₀代表放電深度為1時電池的最大循環(huán)次數(shù)，k決定放電深度對最大充放電次數(shù)的影響程度；

其中，表示儲能調(diào)峰電站以放電深度d充放電的最大次數(shù)；

2-2)根據(jù)式(3)，進行n^d次放電深度為d的循環(huán)后，鋰離子電池壽命損耗率g(n^d,d)為：

當(dāng)損耗率之和為1時鋰離子電池報廢；

3)構(gòu)建考慮鋰離子電池壽命的儲能調(diào)峰電站優(yōu)化運行模型，該模型由目標(biāo)函數(shù)和約束條件構(gòu)成，具體如下：

3-1)確定儲能調(diào)峰電站優(yōu)化運行模型的目標(biāo)函數(shù)；

儲能調(diào)峰電站優(yōu)化運行模型的目標(biāo)函數(shù)為最大化儲能調(diào)峰電站壽命期內(nèi)總調(diào)峰量；

儲能調(diào)峰電站的日內(nèi)調(diào)峰量PR^day為：

其中P_i為儲能調(diào)峰電站第i次充電的能量；

則儲能調(diào)峰電站壽命期內(nèi)總調(diào)峰量PR^total為：

PR^total＝min(T_float,T_cycle)×PR^day (6)

其中，T_float為鋰離子電池的浮充壽命，T_cycle為鋰離子電池的循環(huán)壽命

3-2)確定儲能調(diào)峰電站優(yōu)化運行模型的約束條件；具體如下：

儲能放電深度與儲能出力關(guān)聯(lián)約束：

其中，d_i為儲能調(diào)峰電站第i次充放電的放電深度，C為儲能容量；

儲能放電深度限制約束：

0≤d_i≤1 (8)

根據(jù)式(4)，儲能每天的損耗為則得到儲能循環(huán)壽命約束：

其中，表示儲能調(diào)峰電站每天以放電深度d_i充放電的次數(shù)；

儲能充放電效率及儲能容量約束：

C＝k^cC₀ (11)

其中，C₀分別為鋰離子電池出廠時的放電效率，充電效率，初始容量；分別為逆變器的放電效率、充電效率；k^dis、k^cha、k^c分別為儲能放電效率、充電效率、初始容量的折扣系數(shù)；

4)對步驟3)建立的模型求解，得到儲能調(diào)峰電站P_i和儲能調(diào)峰電站運行壽命T＝min(T_float,T_cycle)的最優(yōu)解，得到儲能調(diào)峰電站優(yōu)化運行方案。