本技术涉及多能源互补发电技术,介绍了一种结合储能健康状态预测的多能互补系统动态规划方法。该方法涵盖了光伏、风力和锂电池储能子系统,旨在优化能源互补系统的运行效率。
背景技术
当前,风能、太阳能的开发利用越来越成为研究的重点,然而风能、太阳能具有“随机性”、“波动性”、“间歇性”的特点,导致很难达到上网要求从而被迫弃风弃光;除此之外,风电、光伏在并入电网时往往会因为其不稳定性对电网造成冲击,严重时可造成大量经济损失。因此,为削弱风光“随机性”、“波动性”对系统并网造成的影响,在风力、光伏电站配置储能电池是有效的解决方案。然而,在工程实际中,储能电池往往会出现储能寿命无法达到设计年限的问题。这是因为随着系统运行年限的增加,储能电池的容量会因为放电深度、温度、充放电倍率、循环次数等因素不断衰减,导致储能的寿命达不到设计标准。此外,在储能电池寿命周期后期还会出现因容量衰减无法满足调节需求的问题,不仅会影响富余风光的消纳,出现大规模弃风、弃光现象,严重时还会对电网造成冲击从而导致严重的经济损失。
在储能容量发生衰减的情况下,如果忽略该因素继续按照开始制定的运行策略执行下去,会导致储能电池高频次工作在非健康电池荷电状态(State of Charge,SOC)工况下,这将会加剧储能容量的衰减,因此需要适时调整系统中储能电池的充放电运行策略。然而,这种运行策略的调整会受到储能电池容量配置及衰减状况的制约,往往难以达到理想的结果。因此,如何准确明晰这种双向的影响机制,并在此基础上构建合理的优化运行策略,使其既能满足风光多能互补电站高质量电能外送的需求,又能使储能电池的使用寿命最大化,是本领域亟需解决的问题之一;另外,如何量化考虑容量衰减进行储能配置造成的投资成本增加跟更合理、更稳定的储能系统带来的经济效益提升之间的博弈,也是本领域亟需解决的问题。
针对以上问题,中国专利(公开号:CN116307032A)公开了一种用于优化新能源多能互补系统储能容量的方法及系统,通过获取与大规模新能源多能互补系统储能容量相关的参数数据,并对所述参数数据进行筛选,得到用于搭建外层优化模型和内层优化模型的目标参数数据;基于所述目标参数数据,搭建所述外层优化模型和内层优化模型;基于双层优化算法,对所述外层优化模型和内层优化模型进行求解,以获取所述外层优化模型和内层优化模型的最优解,根据所述最优解优化大规模新能源多能互补系统的储能容量。中国专利(公开号:CN116845932A)公开了一种多微网综合能源系统中共享储能优化配置方法,考虑冷热电多能流互补,提出共享储能综合能源系统的数学模型;构建多微网系统共享储能双层优化配置模型,上层以共享储能电站日运行成本最低为目标函数,储能设备的最大充放电功率和容量为决策变量,下层以多微网总用能成本最低为目标函数,各设备出力、购售电行为等作为决策变量;利用KKT条件化简双层模型后,用线性规划求解;建立多场景对比及储能配置效果分析。中国专利(公开号:CN116090664A)公开了一种基于园区储能和风光气电水的多能互补优化系统,通过设置园区储能模块、多能采集模块、数据分析模块、调度优化模块以及多能优化平台,该多能互补优化系统能够合理的对各个发电区域的电能进行调用,按照实际情况合理调用,并非平均分配,多能互补,合理优化。这些方法/系统均聚焦于储能容量初始配置及多能互补系统中风能、光伏、储能之间运行策略的优化,而且这种优化往往忽略了容量衰减带来的影响;另外,在容量配置及运行策略优化方案完成后,对系统运行过程中的储能容量衰减及经济性分析大都集中在储能配置开始到寿命结束的静态变化,对于动态、逐年的滚动变化情况少有涉及,不利于多能互补系统的细化研究。
实现思路