[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

摘要

本发明公开一种在孤岛微网场景内延长储能设备使用寿命的方法，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；步骤2，针对可控发电装置功率建模；步骤3，针对储能设备建模；步骤4，获得微网动态综合系统数学模型；步骤5，针对延长储能设备寿命设计控制目标函数；步骤6，求解最优控制问题；步骤7，将所得控制信号输入系统。本发明针对性较强，对于大量孤岛微网场景具有普适性，使得建模结果更接近真实效果，可精准获得最优控制信号，可以与已有在储能设备内部设置控制器的传统方法结合使用，两者互补且不冲突，一定程度上保护了这些可控发电装置。

主权项

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PPV，PWTG，将负载动态用电功率记为PL，针对PPV，PWTG,PL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：PMT，PDEG，PFC。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PBES(t)，因此，电池充电功率为Pin(t)＝max(0,PBES(t))，     (7)其中max算法取其最大值，电池放电功率为Pout(t)＝max(0,‑PBES(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(PBES(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PMT(t)+PDEG(t)+PFC(t)+PPV(t)+PWTG(t)‑PL(t)±PBES(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)＝[WPV(t) WWTG(t) WL(t)]′，系统状态x＝[PPV(t) PWTG(t) PL(t) PMT(t) PDEG(t) PFC(t) SOC(t)]′，系统控制输入u＝[uMT(t) uDEG(t) uFC(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ΔcPLET是累积的cPLET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，ΔcPLET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。