[发明专利]一种考虑储能电池多重分段服务全生命周期优化规划方法

权利要求书

1.一种考虑储能电池多重分段服务全生命周期优化规划方法，其特征在于，包括：

步骤S1：构建储能电池系统的全生命周期模型；

对储能电池生命周期进行建模，将储能电池划分为两个生命阶段：第一生命阶段将储能电池系统运用于辅助服务市场参与系统频率调节；第二生命阶段将储能电池转入实时能量市场，辅助实现负荷转移服务。构建不同电力市场下储能电池系统的收益模型；

步骤S2：构建储能电池系统全生命周期多重分段服务优化规划模型；

以储能电池系统总收益最大作为目标，以不同生命阶段电池容量分配比例为优化变量，根据所构建储能电池生命周期模型以及约束条件，计算不同生命阶段储能电池的服务寿命和总成本/效益，构建所述储能电池系统全生命周期多重分段服务优化规划模型；

步骤S3：形成储能电池系统的规划方案；

利用差分进化算法求解所述储能电池系统全生命周期多重分段服务优化规划模型，获取所述储能电池系统的规划方案。

2.根据权利要求1所述的考虑储能电池多重分段服务全生命周期优化规划方法，其特征在于，在步骤S2中，所述储能电池系统在各个生命阶段的使用寿命具体按下式计算得到：

式中，分别为储能电池系统i第一、二生命阶段储能电池等值折算使用年限，Γ_R、Γ′_R分别为第一、二生命阶段下电池额定可吞吐量，Γ_eff、Γ′_eff分别为第一、二生命阶段下电池累计有效安培-小时数。

3.根据权利要求1所述的考虑储能电池多重分段服务全生命周期优化规划方法，其特征在于，在步骤S1中，所述储能电池系统在不同电力市场下的收益模型具体按下式计算得到：

式中，Profit₁为储能电池系统第一生命阶段收益，C_reserve为辅助服务市场的单位容量价格，为储能电池系统i第一生命阶段额定容量，Profit₂为储能电池系统第二生命阶段收益，λ_peak、λ_offpeak分别为峰、谷电价，为第ζ个场景中储能电池系统i在h时段的充/放电量。

4.根据权利要求1所述的考虑储能电池多重分段服务全生命周期优化规划方法，其特征在于，所述系统的总收益函数具体按下式计算得到：

F＝max(F₁+F₂-C_inv)

式中，F为储能电池系统全生命周期总收益，F₁为储能电池系统第一生命阶段收益；F₂为储能电池系统第二生命阶段的总收益，C_inv为总投资成本。C_opm、C_age、C_penalty分别为第一生命阶段的运行维护成本、寿命损耗成本、未补偿电量的惩罚成本。C′_opm、C′_age分别为第二生命阶段的运行维护成本、寿命损耗成本，C_E、d分别为储能电池系统单位容量成本、贴现率。ξ、ζ分别为实时能量市场、辅助服务市场场景索引，S、S′为实时能量市场、辅助服务市场总场景个数。

5.根据权利要求1所述的考虑储能电池多重分段服务全生命周期优化规划方法，其特征在于，所述全生命周期优化规划模型包括总投资约束、储能电池系统第一生命阶段运行约束、储能电池系统第二生命阶段运行约束、储能电池系统寿命约束。

6.根据权利要求1中所述的考虑储能电池多重分段服务全生命周期优化规划方法，其特征在于，所述步骤S3中的储能电池系统规划方法就是储能电池系统方案，包括储能电池的选址定容方案、储能电池不同生命阶段电池容量分配比例情况，通过对其中的一种或者多种规划资源进行调整来提高投资商总收益和保证储能电池的服务寿命。

7.根据权利要求3-6中任意一项所述的考虑储能电池多重分段服务全生命周期优化规划方法，其特征在于，在步骤S3中基于差分进化算法的求解模型的过程包括：

步骤S301：根据所述储能电池系统规划模型，确定算法控制参数，确定适应度函数；

步骤S302：初始化电力系统、电网母线、负荷、可再生能源出力、系统频率、市场电价数据，建立以储能电池系统总收益最大为目标的储能电池系统全生命周期优化规划模型；

步骤S303：通过所述差分进化算法模型的迭代计算，得到储能电池全生命周期优化规划模型方案。