CN109462246A - 一种储能电站调度成本的计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储能电站调度成本的计算方法，解决储能电站调度成本计算精准度的优化问题，该方法综合考虑电池的充放电倍率、环境温度、充放电次数、充放电时长等要素，以电池系统SOH作为计算剩余寿命的依据，能够精准地得到电池系统当前剩余寿命，进而搭建储能电站调度成本模型。本发明以电池系统SOH作为计算其剩余寿命的依据，能够精准地得到电池系统当前剩余寿命，计算储能电站调度成本，本发明适用于由电化学电池组成的储能电站。
Description
技术领域
本发明属于储能电站成本计算领域，具体涉及一种储能电站调度成本的计算方法。
背景技术
储能电站包括功率调度中心及多个电池系统，储能功率调度中心将上级电网下达的调度任务分配给各电池系统，一个独立电池系统包括储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)及多个电池组(BP)，电池组主要用于储存电能，按照调度任务对组内电池进行充电或放电，且电池系统之间相互独立工作。电网向储能电站下发调度任务后，后者根据各电池系统状态分配调度任务。
储能电站的调度成本模型的搭建，对于后续优化调度运行至关重要。目前计算固定成本所采用的方法是根据电池系统的充放电次数判断其剩余寿命，由此搭建储能电站调度成本模型，这种方法未考虑电池的充放电倍率、环境温度、是否完全充放电等因素，导致得到的电池系统剩余寿命不够精准，存在一定误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储能电站调度成本的计算方法，解决现有的储能电站调度成本计算精准度优化问题。
实现本发明目的的技术方案为：一种储能电站调度成本的计算方法，储能电站的调度成本包括运维成本、损耗成本及固定成本，表达式如下：
C＝Cfix+Closs+Cf
式中，C为调度成本，Cfix为运维成本，Closs为损耗成本，Cf为固定成本；
所述固定成本表达式为：
式中，表示第i个电池系统调度前的SOH值，表示第i个电池系统调度后的SOH值，表示第i个电池系统的SOH上限值，表示第i个电池系统的SOH下限值，表示第i个电池系统的投入建设成本。
进一步的，运维成本表达式如下所示：
式中，T表示调度时长，表示第i个电池系统的运维成本系数，Pi表示第i个电池系统的调度功率，n表示储能电站中电池系统个数。
进一步的，损耗成本表达式如下所示：
式中，表示第i个电池系统的电能损耗系数，表示第i个电池系统充电效率，表示第i个电池系统放电效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提出一种储能电站调度成本的计算方法，其运维成本及损耗成本按调度次数计算，固定成本按其老化程度计算，解决了储能电站调度成本计算精准度的优化问题；本发明综合考虑电池的充放电倍率、环境温度、充放电次数、充放电时长等要素，以电池系统SOH作为计算剩余寿命的依据，能够精准地得到电池系统当前剩余寿命，进而搭建储能电站调度成本模型；相较于仅依靠电池充放电次数判断其老化程度的方法，本发明对电池系统的计算更为精准。
附图说明
图1是储能电站结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种储能电站调度成本的计算方法，其运维成本及损耗成本按调度次数计算，固定成本按其老化程度计算，解决了储能电站调度成本计算精准度的优化问题；能否精准地计算储能电站的调度成本，对于后续储能电站调度策略制定至关重要。目前计算固定成本所采用的方法是根据电池系统的充放电次数判断其剩余寿命，由此搭建储能电站调度成本模型，这种方法未考虑电池的充放电倍率、环境温度、是否完全充放电等因素，导致得到的电池系统剩余寿命不够精准，存在一定误差。本发明综合考虑电池的充放电倍率、环境温度、充放电次数、充放电时长等要素，以电池系统电池健康状态(State of Health,SOH)作为计算剩余寿命的依据，能够精准地得到电池系统当前剩余寿命，进而搭建储能电站调度成本模型。相较于仅依靠电池充放电次数判断其老化程度的方法，本发明对电池系统的计算更为精准。
本发明的应用对象为电化学储能电站，其结构示意图如图1所示，该储能电站包含多个电池系统，电池系统包含储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)及多个电池组(BP)。
储能电站接收上级电网下发的调度任务后，制定任务分配方案，向各电池系统下发各自的调度任务，在储能电站执行调度任务时会带来调度成本，其中包括运维成本、损耗成本及固定成本。
储能电站在投入运行后，需要对相关设备进行必要的维护和检修，提高电站运行的可靠性，由此产生的成本记为储能电站的运行维护成本，如下式所示：
式中，Cfix表示运维成本；T表示调度时长；表示第i个电池系统的运维成本系数；Pi表示第i个电池系统的调度功率；n表示储能电站中电池系统个数。
由于电池系统在充放电过程中存在一定损耗，且变压器等设备在运行中也会产生损耗，本文将此类损耗带来的成本记为损耗成本，并在充放电过程中分别考虑，如下式所示：
式中，Closs表示损耗成本；表示电能损耗系数；表示第i个电池系统充电效率；表示第i个电池系统放电效率。其中，调度功率为正时，表示电池充电；调度功率为负时，表示电池放电。
储能电站投入运行后，其电池系统会随着功率调度进行充电或放电，而电池在充放电过程中，其SOH会逐渐衰减，直到降至某一特定值后，认为该电池系统无法继续完成调度任务，需要更换。将电池系统的投入建设成本记为固定成本，并将固定成本均匀分布到电池系统SOH衰减的过程中，记为固定成本损耗量，如下式所示：
式中，表示第i个电池系统调度前的SOH值；表示第i个电池系统调度后的SOH值；表示第i个电池系统的SOH上限值；表示第i个电池系统的SOH下限值；表示第i个电池系统的投入建设成本。
综上，计算得到储能电站的调度成本：
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本实施例的应用对象为由磷酸铁锂电池组成的电化学储能电站，储能电站示意图如图1所示，其中电池系统个数n取4，即本实施例中储能电站含有四个独立电池系统。该储能电站相关参数取值如表1所示。
表1案例储能电站相关参数
储能电站接收到调度任务后，储能功率调度中心分析得到任务分配方案，对四个电池系统分配各自的调度任务。假设各电池系统接收到放电任务，其放电功率值依次为100kW、80kW、70kW、50kW，放电时长均为1h，放电次数取1次。通过统计，得到各电池系统执行调度任务后SOH值依次为79.96％、69.95％、59.93％、49.94％，将以上数据代入下式：
得到该储能电站本次调度成本约为1038元。
Claims (3)
1.一种储能电站调度成本的计算方法，其特征在于，储能电站的调度成本包括运维成本、损耗成本及固定成本，表达式如下：
C＝Cfix+Closs+Cf
式中，C为调度成本，Cfix为运维成本，Closs为损耗成本，Cf为固定成本；
所述固定成本表达式为：
式中，表示第i个电池系统调度前的SOH值，表示第i个电池系统调度后的SOH值，表示第i个电池系统的SOH上限值，表示第i个电池系统的SOH下限值，fi B表示第i个电池系统的投入建设成本。
2.根据权利要求1所述的储能电站调度成本的计算方法，其特征在于，运维成本表达式如下所示：
式中，T表示调度时长，表示第i个电池系统的运维成本系数，Pi表示第i个电池系统的调度功率，n表示储能电站中电池系统个数。
3.根据权利要求2所述的储能电站调度成本的计算方法，其特征在于，损耗成本表达式如下所示：
式中，Ki l表示第i个电池系统的电能损耗系数，ηi c表示第i个电池系统充电效率，ηi d表示第i个电池系统放电效率。
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