[发明专利]一种考虑经济性的混合储能系统容量优化方法

说明书

一种考虑经济性的混合储能系统容量优化方法，包括以下步骤：步骤1)：确定混合储能系统中两种储能元件的功率指令；步骤2)：确定混合储能系统的额定功率范围；步骤3)：确定混合储能系统的额定容量范围；步骤4)：建立峰谷分时电价下峰谷套利收益模型；步骤5)：建立混合储能系统的一次性投资成本模型；步骤6)：建立相应的年运维成本模型；步骤7)：综合考虑三种经济性因素的模型，建立考虑经济性的混合储能系统容量优化模型，并利用遗传算法进行优化求解最优解。本发明针对削峰填谷收益、一次性投资成本、运维成本三个经济性角度对混合储能系统的容量优化进行量化分析与计算，实现了混合储能系统改善配电网电能质量容量经济性优化。

技术领域

本发明涉及储能系统容量优化控制领域，尤其涉及一种考虑经济性的混合储能系统容量优化方法。

背景技术

随着现代电网技术的发展，储能技术逐渐被引入到电力系统中，储能系统凭借其良好的充放电特点，可以有效的实现需求侧管理。电池储能系统在负荷低谷时间吸收多余电量并储存，在高峰期释放电量，有效地消除昼夜间的峰谷差值，平滑负荷，进而解决了高峰负荷需要追加输配电线路投资的问题。与此同时，储能系统能够通过低储高发直接获利，在提高电力设备利用率、降低供电成本、促进新能源利用等方面的同时，自身获得经济收益，达到一举多得的效果。

但混合储能系统的一次性投资成本很高，因此混合储能系统的容量大小不仅与平抑配电网中功率波动效果，改善配电网电能质量相关，还决定了峰谷套利收益和投资成本、运行维护成本。对于电网公司及其他投资者来说，投资储能系统参与配电网削峰填谷是否有利，能否在实现调峰的同时在一定时间周期内收回投资成本。

因此，针对混合储能系统用在配电网侧实现削峰填谷任务，对其进行经济性评估显得尤为重要。

发明内容

本发明针对以下问题，提供了一种满足电能合理使用，实现经济性最优的考虑经济性的混合储能系统容量优化方法。

本发明的技术方案为：步骤如下：

步骤1)：根据混合储能系统的功率指令，确定混合储能系统中蓄电池与超级电容器两种储能元件的功率指令；

步骤2)：根据步骤1)中确定的两种储能元件的功率指令，确定混合储能系统的额定功率范围；

步骤3)：根据步骤1)中确定的两种储能元件的功率指令，确定混合储能系统的额定容量范围；

步骤4)：根据混合储能系统削峰填谷的运行策略，建立峰谷分时电价下峰谷套利收益模型；

步骤5)：综合考虑储能功率成本和储能容量成本，建立混合储能系统的一次性投资成本模型；

步骤6)：考虑混合储能系统的运行维护成本，建立相应的年运维成本模型；

步骤7)：综合考虑步骤4)-步骤6)中三种经济性因素的模型，建立混合储能系统经济性容量优化模型，并利用遗传算法进行优化求解最优解。

步骤1)中，

根据混合储能系统的功率需求指令，将功率需求指令分为低频功率指令P_low和高频功率指令P_high；

混合储能系统中蓄电池的功率指令P_HESS,b＝P_low，混合储能系统中超级电容器的功率指令P_HESS,c＝P_high。

步骤2)中，

设混合储能系统中蓄电池的额定功率为P_b,r，在t时刻蓄电池储能的功率需求为P_HESS,b(t)，通过配置P_b,r吸收或补充P_HESS,b(t)在工作采样时段T内出现的最大过剩功率或最大功率缺额，