一种计及退化成本的储能技术调频功率分配方法和系统与流程

本发明涉及储能技术调频功率分配领域，尤其涉及一种计及退化成本的储能技术调频功率分配方法和系统。

背景技术：

1、目前，电力系统中调频能力的提升对于保障电网的稳定运行和应对不断变化的电力需求至关重要。混合储能系统被广泛应用于电力系统中，如结合了电化学电池和、飞轮储能及超级电容器等多种储能技术的系统，具有较高的能量密度和功率密度。

2、现有技术中在混合储能系统中，仅考虑了充放电功率、充放电效率、储能容量的差异。虽然在一定程度上可以区分多种储能系统的调度策略的不同，但是不同储能技术在调度过程中的调度成本往往是不一样的，忽略调度成本的差异性，并不能保证调度策略的最优性，也不会保证储能系统的自身利益，导致储能系统的寿命消耗不均衡，降低了系统的可靠性和经济性。因此，急需一种能够考虑储能系统容量退化成本的储能技术调频功率分配方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种计及退化成本的储能技术调频功率分配方法和系统，实现了更准确地根据储能系统容量退化成本来分配混合储能系统中的调频功率。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种计及退化成本的储能技术调频功率分配方法，包括：

3、从混合储能系统中获取各储能技术的状态参数，根据所述状态参数中的电流、荷电状态、放电深度和放电率，得到混合储能系统中各储能技术的容量退化成本模型；

4、根据所述各储能技术的容量退化成本模型，结合各储能技术在电网中购买和出售的电力价格，得到各储能技术的调频过程总调度成本；

5、根据所述各储能技术的调频过程总调度成本，计算各储能技术在调频能力中的权重；

6、根据所述各储能技术在调频能力中的权重，分配调频功率给混合储能系统中各储能技术的对应模块。

7、可以理解的是，相较于现有技术，本发明提供的方法通过综合考虑各种储能技术中的电流、荷电状态、放电深度和放电率四种因素，量化储能技术的容量退化成本，得到储能系统的调频过程总调度成本。根据总调度成本，计算各储能技术在调频能力中的权重，优化调频功率分配，明确储能系统的在调度过程中调度策略和使用寿命的均衡性，从而充分发挥各种储能技术的优势，减少储能系统的寿命消耗，降低储能系统的维护成本和更换成本，提高调频能力的可靠性和经济性。

8、进一步地，所述根据所述状态参数中的电流、荷电状态、放电深度和放电率，得到混合储能系统中各储能技术的容量退化成本模型，具体为：

9、

10、其中，deg(t)为t时刻所述混合储能系统中各储能技术的容量退化成本模型；soc(t)为t时刻所述状态参数中的荷电状态；dcr(t)为t时刻所述状态参数中的放电率；dod(t)为t时刻所述状态参数中的放电深度；erate为所述状态参数中的额定容量；cess为所述状态参数中的投资成本；ηch/ηdis为所述状态参数中的充/放电效率；α为储能系统循环寿命与荷电状态之间的无量纲参数。

11、可以理解的是，本发明提供的方法综合考虑电流、荷电状态、放电深度和放电率四种因素在混合储能系统中各储能技术的容量退化成本模型中的影响，充分挖掘混合储能系统可调度潜力，寻找混合储能系统中各储能技术的最优调度策略。

12、进一步地，所述状态参数中的荷电状态为储能系统的实时容量和额定容量之比；所述状态参数中的放电深度为电池可释放电量和额定容量之比；所述状态参数中的放电率为单位时间内的荷电状态变化率。

13、进一步地，所述根据所述各储能技术的容量退化成本模型，结合各储能技术在电网中购买和出售的电力价格，得到各储能技术的调频过程总调度成本，具体为：

14、

15、其中，为在t时刻所述各储能技术的调频过程总调度成本；bprice(t)/sprice(t)分别为在t时刻储能技术在电网中购买/出售的电力价格；pch(t)/pdis(t)为储能技术在t时刻的充/放电功率。

16、可以理解的是，本发明提供的方法结合各储能技术的容量退化成本和购买、出售过程中的电力价格情况，得到各储能技术的调频过程总调度成本，为分配总调频功率奠定基础。

17、进一步地，所述根据所述各储能技术在调频能力中的权重，分配调频功率给混合储能系统中各储能技术的对应模块，具体包括：

18、根据所述各储能技术在调频能力中的权重，将混合储能系统的总调频功率按照所述权重进行划分，分配划分后的总调频功率给混合储能系统中各储能技术的对应模块。

19、可以理解的是，本发明提供的方法将不同储能技术的调度成本与充放电功率、充放电效率和储能容量的差异综合考虑，从而保证调频功率调度策略的最优性，有助于储能系统运营商能够更好地开展储能系统运营工作。

20、相应地，本发明还提供一种计及退化成本的储能技术调频功率分配系统，所述系统包括：

21、退化成本量化模块，用于从混合储能系统中获取各储能技术的状态参数，根据所述状态参数中的电流、荷电状态、放电深度和放电率，得到混合储能系统中各储能技术的容量退化成本模型；

22、总调度成本计算模块，用于根据所述各储能技术的容量退化成本模型，结合各储能技术在电网中购买和出售的电力价格，得到各储能技术的调频过程总调度成本；

23、权重计算模块，用于根据所述各储能技术在调频能力中的权重，分配调频功率给混合储能系统中各储能技术的对应模块；

24、调频功率分配模块，用于根据所述各储能技术在调频能力中的权重，分配调频功率给各储能技术在混合储能系统中的对应模块。

25、可以理解的是，相较于现有技术，本发明提供的系统通过考虑电流、荷电状态、放电深度和发电率四种影响因素，量化各储能技术的容量退化成本。根据各储能技术的容量退化情况来计算在总调度成本中各储能技术的权重，通过动态分配调频功率，实现调频能力的均衡挖掘，从而优化调频功率分配，最大程度地延长储能系统的寿命，降低系统的维护成本和更换成本，提升混合储能系统的调频能力和电力系统的稳定性。

26、进一步地，所述退化成本量化模块，具体为：

27、

28、其中，deg(t)为t时刻所述混合储能系统中各储能技术的容量退化成本模型；soc(t)为t时刻所述状态参数中的荷电状态；dcr(t)为t时刻所述状态参数中的放电率；dod(t)为t时刻所述状态参数中的放电深度；erate为所述状态参数中的额定容量；cess为所述状态参数中的投资成本；ηch/ηdis为所述状态参数中的充/放电效率；α为储能系统循环寿命与荷电状态之间的无量纲参数。

29、可以理解的是，本发明提供的系统综合考虑电流、荷电状态、放电深度和放电率四种因素在混合储能系统中各储能技术的容量退化成本模型中的影响，有利于混合储能系统自身的营运，同时还可以保证储能系统调度策略的最优性。

30、进一步地，所述状态参数中的荷电状态为储能系统的实时容量和额定容量之比；所述状态参数中的放电深度为电池可释放电量和额定容量之比；所述状态参数中的放电率为单位时间内的荷电状态变化率。

31、进一步地，所述总调度成本计算模块，具体为：

32、

33、其中，为在t时刻所述各储能技术的调频过程总调度成本；bprice(t)/sprice(t)分别为在t时刻储能技术在电网中购买/出售的电力价格；pch(t)/pdis(t)为储能技术在t时刻的充/放电功率。

34、可以理解的是，本发明提供的系统结合各储能技术的容量退化成本和购买、出售过程中的电力价格情况，得到各储能技术的调频过程总调度成本，为分配总调频功率奠定基础。

35、进一步地，所述调频功率分配模块，具体为：

36、根据所述各储能技术在调频能力中的权重，将混合储能系统的总调频功率按照所述权重进行划分，分配划分后的总调频功率给混合储能系统中各储能技术的对应模块。

37、可以理解的是，本发明提供的系统通过考虑各种储能技术的使用寿命，实现对调频功率的均衡分配，延缓储能系统寿命消耗不均衡的问题，提高系统的可靠性和经济性。