[发明专利]一种在孤岛微网场景内延长储能设备使用寿命的方法

权利要求书

1.一种在孤岛微网场景内延长储能设备使用寿命的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，针对可再生发电设备与负载功率建模：

将光伏、风机动态发电功率分别记为P_PV，P_WTG，将负载动态用电功率记为P_L，针对P_PV，P_WTG,P_L分别建模如下，三者动态功率可以被建模为如下形式：

步骤2，针对可控发电装置功率建模：

可控发电装置为微机、柴油发电机、燃料电池，其动态功率分别被记为：P_MT，P_DEG，P_FC。针对微机、柴油发电机、燃料电池动态功率进行建模。建模时，采用常微分方程如下：

步骤3，针对储能设备建模：

储能设备在t时刻的充电状态被记为SOC(t)，在t时刻流入或流出电池的功率记为P_BES(t)，因此，电池充电功率为

P_in(t)＝max(0,P_BES(t))， (7)

其中max算法取其最大值，电池放电功率为

P_out(t)＝max(0,-P_BES(t))， (8)

针对SOC(t)建模如下：

针对以上模型，SOC(t)模型可以改写为

其中系数η(P_BES(t))被定义为

步骤4，获得微网动态综合系统数学模型：

综合考虑步骤1至步骤3结果，联列公式(1)-(11)，考虑孤岛微网内电能供需平衡关系，即

P_MT(t)+P_DEG(t)+P_FC(t)+P_PV(t)+P_WTG(t)-P_L(t)±P_BES(t)＝0

得到一个线性控制系统

其中矩阵

矩阵

矩阵

布朗运动

W(t)＝[W_PV(t) W_WTG(t) W_L(t)]′，

系统状态

x＝[P_PV(t) P_WTG(t) P_L(t) P_MT(t) P_DEG(t) P_FC(t) SOC(t)]′，

系统控制输入

u＝[u_MT(t) u_DEG(t) u_FC(t)]′，

至此，实际工况的微网动态系统已经被建模成数学控制系统；

步骤5，针对延长储能设备寿命设计控制目标函数：

Puekert寿命能量吞吐模型被记为PLET模型，并被引入测量储能设备寿命的衰减。

在PLET模型中，储能设备与有关，记放电深度为DOD，则DOD＝1-SOC。记累计的c_PLET值总和为用来测量储能设备的损伤程度，记为LOH，则

其中Δc_PLET是累积的c_PLET增量。一段时间为0到T，在此时段内假设有m个储能设备放电循环，根据PLET模型，Δc_PLET能被近似为下式

为了实现延长寿命与合理使用可控发电设备两个目标，目标函数J(0,x(0)；u(·))设计如下：

步骤6，求解最优控制问题：

使用BOCOPHJB等开源工具包通过(12)最小化(13)；

步骤7，将所得控制信号输入系统：

最后，将步骤6所得控制信号输入可控发电设备，即微机、柴油发电机、燃料电池，即可以实现延长储能设备寿命的目标。