PDF《主动配电网中电池储能系统最优充放电策略》

8 ] 中对于存储能量的一阶 差分方程, 该文的S O C表示方法更严谨且简洁.上 述文献均未精确计及 E S S中电池成本与放电深度 之间的关系.文献[

1 2 G

1 3] 通过采用雨流计数法计 算电池放电深度, 根据电池放电深度与循环寿命的 对应关系, 得出电池的等效循环寿命, 在考虑电池成 本的基础上以 E S S年均最小成本为目标进行优化 配置. 本文提出一种主动配电网中 B E S S充放电优化 模型.采用S O C描述 B E S S能量存储状态, 以整个 配电侧为利益整体, 考虑分时电价[ 8] 和售购电价差 异, 通过计算 B E S S的循环寿命计及 B E S S等效运 行成本对经济性的影响, 以配电网购电成本和运行 过程中 B E S S等效成本之和最小为目标进行优化. 上述问题是一个特殊的非线性动态混合整数规划问 题.为处理离散变量以及时段间耦合约束, 采用分

7 4 第4 0卷第2 0期2016年1 0月2 5日Vol.40N o .

2 0O c t .

2 5,

2 0

1 6 D O I :

1 0.

7 5

0 0 / A E P S

2 0

1 6

0 4

1 7

0 0

4 支定界―原对偶内点法[

1 4 G

1 6] 求解, 该方法结合了分 支定界 法准确有效处理离散变量和原对偶内点法[

1 7 ] 高效求解非线性规划的优点, 具有很好的鲁棒 性和收敛性.并通过广度优先和最优优先相结合的 搜索策略提高计算效率.通过对I E E E3

3 节点算 例进行仿真, 验证了所提模型和求解方法的有效性 和可行性.

1 B E S S的模型 B E S S中功率调节系统在充电时作为整流器而 放电时作为逆变器工作, 可快速、 独立地调节 B E S S 的有功和无功出力[ 8] . 图1为B E S S充放电模型.图中: Pr a t e d为B E S S 额定有 功功率;

η i n 和ηo u t 分别为BESS充、 放电效率;

PB E S S为BESS的有功出力;

SS O C m a x和SS O Cm i n分别 为BESS的S O C最大值和最小值. 图1 B E S S充放电模型 F i g .

1 C h a r g i n ga n dd i s c h a r g i n gm o d e l o fB E S S 受限于功率调节系统的物理特性, B E S S 充放 电速率限制可表示为: 0≤Pt B E S S≤Pr a t e d I t =-1 0≤Pt B E S S≤ ηo u t Pr a t e d I t =1 { (

1 ) 式中: Pt B E S S为t 时刻 B E S S 的有功出力, Pt B E S S ≥0;

I t 表示t时刻 B E S S充放电状态( 等于1时表示放 电, 等于-1时表示充电) . 图2 为BESS有功和无功容量图[ 8] . 图中: S t B E S S为t 时刻BESS的视在功率;

Qt B E S S 为t 时刻BESS的无功出力;

SB E S S , m a x为BESS最大视在功率. 有功功率为正时 B E S S 为放电状态, 为负时BESS为充电状态. 从图中可以看出, B E S S 无功出力的 范围受限 于BESS实际的有功功率及其额定的视在功率, 而BESS视在功率的限制可表示为: ( Pt B E S S)

2 +( Qt B E S S)

2 ≤S2 B E S S , m a x (

2 ) 用电池S O C表示 B E S S的能量水平.对于 Δ t 时间内的能量变化可以表示为[

1 3] : Δ S t S O C= Δ t Wr a t e d η i n I t Pt B E S S I t =-1 Δ t Wr a t e d

1 ηo u t I t Pt B E S S I t =1 ì ? í ? ? ? ? (

3 ) 式中: Δ S t S O C为t至t+1时刻B E S S的S O C变化量;

Wr a t e d为BESS的额定容量. 图2 B E S S有功和无功容量图 F i g .

2 A c t i v ea n dr e a c t i v ep o w e rc a p a b i l i t yd i a g r a m o fB E S S 时刻t的S t S O C可表示为: S t SO C =S0 S O C - ∑ t -

1 h=1 Δ Sh SO C (

4 ) 式中: S0 S O C为BESS初始的S O C值.

2 计及等效运行成本的配电网B E S S优化运 行模型 2.