PDF《主动配电网中电池储能系统最优充放电策略》

1 B E S S等效运行成本模型 储能设备的寿命不仅与温度、 峰值电流等因素 有关, 还与其运行过程中的放电深度密切相关.一 般情况下, 放电深度越大, 储能设备的循环寿命越 短.附录 A 图A1给出了 B E S S放电深度 Do D 与循 环寿命 Nc t f之间的拟合曲线示意图[

1 2] . 为得到放电深度与循环寿命之间的函数关系, 可选择不同的函数对其进行拟合, 如多项式函数法、 幂函数法等.本文以多项式函数为例, Do D与Nc t f之 间的函数关系为: Nc t f( Do D) =∑ N i=0 a i Di o D (

5 ) 式中: a i 为i次项对应的系数;

N 为多项式阶数. 由于式(

5 ) 中的 Do D 是一个与电池充放电状态 和有功功率之间存在非线性关系的变量, 即Do D = f( I t , Pt B E S S) , 但其无法给出显式的数学表达式, 一 般采用雨流计数法计算[

1 2 G

1 3] . 电池的成本一般包括固定投资成本和运行维护 成本两部分.由于运行维护成本仅与电池的额定功 率、 额定容量以及运行时间有关[

1 3,

1 8] , 而与具体的 B E S S运行情况无关, 若计及则 为一常数.本文考 虑投资成本与循环寿命的关系.设电池的投资成本 可以均摊到每一次循环充放电, 定义第k 号电池第 m 次循环周期的放电深度为Do D, k, m , 则其单次循环 的等效运行成本为:

8 4

2 0

1 6,

4 0 (

2 0 ) ?学术研究? h t t p : / / ww w. a e p s G i n f o . c o m Ce , k, m ( Do D, k, m ) = CP Pr a t e d+CWWr a t e d Nc t f( Do D, k, m ) (

6 ) 式中: CP 和CW 分别为 B E S S单位功率投资成本和 单位容量投资成本. 2.

2 目标函数 世界各国鼓励 D G 在满足自己负荷需求的基础 上, 将剩余电能卖给电网公司, 为电网提 供有偿服 务.而主动配电网的出现为 D G 更好地参与配电网 市场提供了现实条件[

1 9 ] .因此, 基于以上背景, 本 文考虑以整个配电侧为一个市场参与者与主网进行 电能市场交易.当配电网出现 D G 出力过剩时, 可 向主网反送电能.此外, 国内现行分时电价包括峰 谷电价和丰枯电价两种形式.峰谷分时电价是一种 通过电价信号来引导用户采取合理的用电结构和用 电方式的有效的应对措施, 应用广泛[

2 0 ] .而分时电 价下, B E S S 不仅用于提高配电网DG的消纳, 在DG出力大于负荷时充电、 小于负荷时放电;

同时也 可以在主网电价低时进行购电存储, 从而降低向主 网购电的成本. 基于上述两种情形, 本文考虑配电网从主网购 电电价高于配电网向主网售电的电价以及购电电价 为分时电价的情形.为全面考虑配电网 侧经济效 益, 除配电网侧购电成本外, 还考虑了 B E S S等效运 行成本.目标函数可写为: m i n ∑ T t=1 Ct Pt S Δ t+ ∑ NB k=1 ∑ Mk m=1 Ce , k, m ( Do D, k, m ) ( ) (

7 ) Ct = Ct + Pt S≥0 C- Pt SC- ;

Pt S 为t 时刻主网向配电网 输送 的有功功率;

NB 为BESS数目;

Mk 为k 号BESS调度周期内总循环周期数;

T 为调度周期的 总时段数. 分时电价模型见附录 A 图A2, 将全天2 4时段 分为T1, T2, T3 时段, T1 和T3 时段对应低电价Ct +, l, T2 时段对应高电价Ct +, h. 2.

3 约束条件

1 ) 节点潮流平衡方程约束 Pt D G, i +Pt S , i +I t iPt B E S S , i -Pt d , i - Vt i∑ n j=1 Vt j( Gi j c o s θ t i j +Bi j s i n θ t i j) =0 (

9 ) Qt D G, i +Qt S, i +Qt B E S S, i -Qt d , i - Vt i∑ n j=1 Vt j( Gi j s i n θ t i j -Bi j c o s θ t i j) =0 (