[发明专利]退役电池模块化储能供电系统的操作优化方法

说明书

本发明公开了一种退役电池模块化储能供电系统的操作优化方法，以多个初始容量存在差异的退役电池组构成的退役电池模块化储能供电系统中的储能电池系统为研究对象，综合考虑退役电池的容量衰退特性和退役电池组初始状态差异对电池容量衰退特性的影响，构建退役电池模块化储能供电系统的操作优化模型。通过求解该模型，获得储能电池系统中各退役电池组的最优操作方案，为退役电池模块化储能供电系统优化设计和操作提供了可行的方法。

技术领域

本发明涉及风力发电和光伏发电的储能领域，具体涉及一种退役电池模块化储能供电系统的操作优化方法。

背景技术

随着可再生能源发电规模的持续扩大，风力发电和光伏发电的间歇性和随机性带来电能质量下降和电网冲击等问题，导致“弃风”和“弃光”问题突出。为了克服风力发电和光伏发电的间歇性和随机性问题，在供电系统中需要设置储能电池系统以提高供电的稳定性和可靠性，并同时提高风力发电和光伏发电的利用率。然而，电池储能将大大提高供电系统的投资和操作费用，而在储能电池系统中采用退役的动力电池(以下简称“退役电池”)进行电力储能可有效降低投资费用。

实际中，退役电池的一致性较差，不仅初始容量保持率各不相同，而且容量衰退特性也存在显著差异。退役电池的残余容量和容量衰退特性不仅影响储能电池系统的供电性能，还决定了储能供电系统的投资费用和操作费用以及储能电池系统的使用年限。采用退役电池构建储能电池系统时，需根据退役电池的残余容量和容量衰退特性进行分组，并将储能电池系统划分为不同的模块，分别进行储能和出力操作。在给定的应用场景下，即特定的风力发电和光伏发电以及用户负荷特性条件下，通过操作优化，在不同的退役电池组间合理分配电力储能负荷和供电出力负荷，使得储能电池系统整体的操作费用最小化，并有效地延长储能电池系统的使用寿命。

目前，针对退役电池储能供电系统主要关注储能系统的容量设计，以降低储能系统的投资成本，所采用的主要方法包括图示法、数学规划法和工程经验设计法等。在现有的方法中一般未考虑退役电池残余容量及其容量衰退特性的差异性，通常直接采用动力电池的容量衰退模型近似表征退役电池的容量衰退特性，也未关注退役电池初始状态对其容量衰退和储能供电系统经济性和使用寿命的影响。

发明内容

本发明主要目的在于，提供一种退役电池模块化储能供电系统的操作优化方法，以解决现有退役电池储能供电系统在设计上未考虑到退役电池残余容量及其容量衰退特性的差异性的问题。本发明是通过如下技术方案实现的：

一种退役电池模块化储能供电系统的操作优化方法，所述退役电池模块化储能供电系统包括储能电池系统，所述储能电池系统若干退役电池组，各退役电池组与直流母线连接，与同样与所述直流母线连接的可再生能源发电系统一起通过所述直流母线向用户供电，同时，所述发电系统通过所述直流母线为所述储能供电系统中的各退役电池组充电，当所述可再生能源发电系统无法满足用户的用电需求时，所缺电量由外部电网供给用户，所述外部电网；所述优化方法包括：

提取所述发电系统的发电数据、用户的用电负荷数据及电价信息；

基于退役电池的容量衰退特性，构建所述储能供电系统的操作优化模型；

求解所述储能供电系统的操作优化模型；

根据解出的操作优化模型确定所述储能供电系统的最优操作方案。

进一步地，所述发电数据和用电负荷数据为设定周期下所述发电系统的发电数据和用户的用电负荷数据。

进一步地，基于退役电池的容量衰退特性，构建所述储能供电系统的操作优化模型的方法包括：

确定优化目标；

确定约束条件；

计算所述储能电池系统中各退役电池组的容量衰退总量；