[發明專利]考慮碳排放及需求側響應的梯次利用儲能系統調度方法

在審

• 申請號: 202210747884.1
• 申請日: 2022-06-29
• 公開（公告）號: CN115099501A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 潘霄;商文穎;王征;鄧鑫陽;趙琳;劉禹彤;侯依昕;朱赫炎;楊國琛;徐熙林;楊方圓;王宗元;張玫姍;劉廣朔;趙競智;咸瑞雪;顏寧;馬少華
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院;沈陽工業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/00;H02J3/32
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 邵明新

本發明屬于綜合能源系統運行與控制技術領域，尤其涉及一種考慮碳排放及需求側響應的梯次利用儲能系統調度方法。其為綜合能源系統優化調度提供技術依據和實用方法。包括以下步驟：步驟1、建立針對綜合能源系統梯次利用的健康風險評估模型；步驟2、提出針對綜合能源系統梯次利用的安全控制裕度；步驟3、設置有源配電網儲能系統容量配置；步驟4、將步驟3中的環境成本，設備運行情況進行評價，根據當前碳交易的情況以及結合在步驟1、2中對綜合能源系統進行評價，建立相應的安全裕度后對模型改進。

技術領域

本發明屬于綜合能源系統運行與控制技術領域，尤其涉及一種考慮碳排放及需求側響應的梯次利用儲能系統調度方法。

背景技術

綠色工業革命的首要目標是實現碳排放的“脫鉤”，采用能耗更低、更清潔的技術方式“綠化”己有的“黒色”或“褐色”能源，降低單位能耗的污染強度；減少傳統化石能源在經濟生產活動中所占的比重，加快傳統化石能源消耗與經濟增長之間全面脫鉤。

在大力提倡可再生能源的現在存在著一定的問題。可再生能源的輸出功率是很不穩定的，并網運行之后對大電網的安全穩定運行構成了一定的威脅，配備一定容量的儲能裝置保證電網的安全穩定運行。峰谷分時電價的劃分為了滿足需求側曲線的變化，可再生能源發電與需求側響應關系密切，因此對需求側的管理迫在眉睫。

此外，從電池角度考慮，若直接報廢拆解退役動力電池，會嚴重縮短電池使用壽命，降低能源利用效率，造成資源嚴重浪費。實際上，盡管退役動力電池無法繼續滿足電動汽車行駛功率需求，然而，其依然能滿足電網儲能需求。通常的，當電池容量不低于初始容量60％時，可用于電網中的儲能環節。既能滿足電網儲能需求，同時可有效提升動力電池自身使用壽命，提高能源利用效率。

當前有以下3個需要進一步研究的問題：①建立綜合能源系統動態供需特性模型，確定系統供需特性；②考慮退役動力電池構建的儲能系統的健康狀態，建立不同放電深度/放電次數下儲能管控模型；③根考慮綜合能源系統中的碳排放量，以環境治理成本、儲能調控成本、系統總收益等為目標，建立基于需求側管控的儲能系統調度模型，實現梯次利用儲能系統的優化調度。

發明內容

本發明就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種考慮碳排放及需求側響應的梯次利用儲能系統調度方法。其能夠更有效和可靠的進行有源配電網和綜合能源系統內部之間的調度達成經濟性和環保型最優的目的，為綜合能源系統優化調度提供技術依據和實用方法。

本發明提出的一種考慮碳排放及需求側響應的梯次利用儲能系統調度方法的基本思想是：考慮到當前碳排放要求和需求側響應要求，針對退役電池組成的綜合能源系統和有源配電網之間進行資源的合理配置。針對綜合能源系統建立退役電池梯次利用健康狀態的檢測模型、安全裕度模型、儲能系統容量配置模型。通過對退役電池和有源配電網之間的合理配置，實現各類分布式能源、負載和配電網等主體的安全穩定運行。

本發明先針對綜合能源系統建立動態供需特性平衡模型，實現在資源的最大化利用。進而檢測退役電池梯次利用的健康狀態，篩選出符合要求的退役電池組。進而針對這些退役電池組組成的綜合能源系統來進行安全裕度設定，實現有源配電網的安全穩定運行達到具有一定魯棒性的要求。從而在安全穩定運行的基礎上追求經濟性的指標，建立儲能系統的初始投資模型、設備維修費用模型、運行費用模型、環境效益模型，實現綜合能源系統和有源配電網之間的經濟性達到最優的狀態。進而建立反饋機制使得在不同的需求下均能得到最優的資源配置。

本發明考慮碳排放及需求側響應的儲能系統調度方法，為了有效解決動力電池退役規模逐步擴大帶來的資源浪費和環境污染問題，將退役動力電池用于有源配電網是解決方案之一。從而在考慮退役電池的健康狀態和充放電次數對壽命的影響后，結合有源配電網的輸入輸出特性后建立綜合能源系統與配電網合理配置模型，從而加強系統穩定性和魯棒性、降低系統整體運行成本，在保證供需平衡的前提下，實現綜合能源系統運行的經濟性和環保性。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，包括以下步驟：