[发明专利]计及优化损耗的电池储能系统功率分配方案

说明书

本发明公开了一种计及优化损耗的电池储能系统功率分配方案，根据储能系统被需求的总功率需求值和储能系统中全钒液流电池的荷电状态，确定功率分配出力电池个数，以及确定全钒液流电池优先级和可控信号，采用遗传算法计算储能系统电池运行损耗成本加储能设备运行损耗成本的适应度函数值，得到各出力电池的决策变量，从而获得储能系统中各出力电池的出力功率值。本发明能有效降低储能系统的总运行成本，提高储能系统运行效率。

技术领域

本发明属于智能电网及储能电站功率分配领域，更具体地说是涉及一种计及优化损耗的电池储能系统功率分配方案，适用大规模储能系统经济化运行和储能单元功率合理化分配。

背景技术

传统能源已不再能满足日益增长的能源需求，充分利用可再生能源是大势所趋。风电和光电直接并网，其具有的随机性、反调峰特性和不可控性将对电力系统的安全稳定运行及运行控制造成不利的影响。

随着各类储能电池及系统集成技术的不断深入研究，将储能系统与可再生能源配合使用现象普遍存在。在储能电池中，全钒液流电池作为电化学储能的一种，以其结构简单、设计灵活(功率、容量可单独设计)、对环境无污染等特点，被广泛用于大容量储能系统。

储能单元间功率的合理化分配对储能系统运行经济性、稳定性及系统运行效率有着较大的影响。现有分配方法根据储能单元间SOC比例进行功率分配，全部电池均出力，则存在部分电池非额定功率运行，造成不必要的储能系统运行损耗和储能单元充放电折损；同时全部电池均出力，使部分较低或较高荷电状态的电池提早进入不可控状态，从而增加储能单元充放电次数。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足提供一种计及优化损耗的电池储能系统功率分配方案，考虑储能系统的运行损耗和全钒液流电池组充放电容量折损时的优化结果，合理选定储能单元中出力电池组合，降低储能系统的总运行成本，提高储能系统运行效率。

本发明为实现发明目的采用如下技术方案：

本发明计及优化损耗的电池储能系统功率分配方案，所述电池储能系统包括储能设备和储能单元，所述储能单元是由全钒液流电池构成的全钒液流电池组；其特点是所述功率分配方案按如下步骤进行：

步骤1、获取储能系统当前被需求的总功率需求值P_ES，以及各全钒液流电池的荷电状态值SOC，根据荷电状态值SOC确定各全钒液流电池的优先级PR_i和可控信号D_i；

步骤2、采用遗传算法利用各全钒液流电池的优先级PR_i和可控信号D_i，确定本次功率分配中出力全钒液流电池的出力电池个数k，并满足功率分配约束条件；

步骤3、确定遗传算法群体中的个体数目N，每个个体中的基因个数与出力电池个数k相等，对每个个体进行编码，产生遗传算法初始种群P(h)，并令进化代数计数值Gen＝0；

步骤4、由式(1)计算获得每个个体所对应的适应度函数值minf：

minf＝αC_L(h)+(1-α)C_F(h) (1)，

式(1)中，C_L(h)是指第h周期的功率分配中储能系统的运行损耗成本，C_F(h)是指第h周期的全钒液流电池充放电容量折损成本，α为权重系数；

步骤5、根据所获得的每个个体所对应的适应度函数值minf，设定遗传算法约束条件并采取惩罚因子的方式直接淘汰劣势个体，选择出优势个体进行交叉和变异得到子代插入到种群中进行替代操作，并将进化代数计数值增加1，在Gen的值不大于设定的最大进化代数Genmax的值时，返回步骤4，否则即完成进化过程，获得优势种群，并进入步骤6；