中國科學(xué)院電工研究所、中國科學(xué)院大學(xué)、中國電力科學(xué)研究院的研究人員楊艷紅、裴瑋、鄧衛(wèi)等，在2015年第22期《電工技術(shù)學(xué)報》上撰文指出，蓄電池儲能是進(jìn)行微電網(wǎng)日前調(diào)度需要綜合考慮的重要單元。為了充分發(fā)揮蓄電池儲能平抑可再生能源波動、調(diào)節(jié)系統(tǒng)峰谷差及減小系統(tǒng)備用的功能，需要綜合考慮其剩余容量、充放電功率及充放電次數(shù)對蓄電池壽命的影響。

文中通過推導(dǎo)得出了反應(yīng)蓄電池每一次放電損耗的數(shù)學(xué)模型，并對其進(jìn)行了適當(dāng)簡化，通過權(quán)重因子將其引入到日前調(diào)度優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)中;針對蓄電池儲能約束條件時間上耦合的特點(diǎn)，文中將基于拉格朗日松弛和內(nèi)點(diǎn)法的動態(tài)規(guī)劃方法應(yīng)用于模型求解;通過算例分析，表明了所述方法對微電網(wǎng)日前調(diào)度具有良好的優(yōu)化效果。

微電網(wǎng)集成太陽能光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電等可再生能源發(fā)電、熱電聯(lián)供機(jī)組及儲能裝置，既可以向本地負(fù)荷供電，也可以通過公共連接點(diǎn)與外部電網(wǎng)進(jìn)行功率交換。在進(jìn)行微電網(wǎng)日前調(diào)度時，蓄電池儲能可以調(diào)節(jié)機(jī)組的功率輸出以提高其運(yùn)行效率，還可以利用分時電價實(shí)現(xiàn)電價差收益，從而優(yōu)化系統(tǒng)整體運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

蓄電池儲能在運(yùn)行時不直接產(chǎn)生運(yùn)行費(fèi)用，但其每一次充放電都會損耗使用壽命，文獻(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)詳細(xì)分析了蓄電池充放電深度和充放電速率對其壽命的影響。文獻(xiàn)將蓄電池儲能壽命引入對其運(yùn)行的影響，對以儲能為主的獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)、光、柴和儲系統(tǒng)運(yùn)行中如何避免蓄電池儲能在低荷電狀態(tài)(SOC)下工作以及避免頻繁充放電進(jìn)行了研究，提出了采用充放電損耗假設(shè)影響因子的分析方法。

對于聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的微電網(wǎng)系統(tǒng)，文獻(xiàn)]的研究表明由于對接口功率的限制以及電價的變化，使其更加難于在考慮壽命影響的同時優(yōu)化儲能的功率和容量分配策略。對于如何評估儲能壽命對微電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度的影響，目前的研究往往采用簡化的方式處理。

計及蓄電池儲能壽命影響的微電網(wǎng)日前調(diào)度問題從數(shù)學(xué)本質(zhì)上講是一個非線性的多階段動態(tài)規(guī)劃問題，既不宜引入過于復(fù)雜的儲能模型，又需要能夠真實(shí)反映儲能壽命的影響，因此，對于建立適當(dāng)?shù)膬δ軌勖Ｐ蜕行韪鼮樯钊氲难芯俊?/p>

在求解方面，文獻(xiàn)中采用了多步迭代粒子群(ParticleSwarmOptimization,PSO)優(yōu)化方法，使用了改進(jìn)遺傳算法，使用了主動進(jìn)化規(guī)劃的方法，分別對含有蓄電池儲能的微電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度進(jìn)行了優(yōu)化，使用智能算法的優(yōu)點(diǎn)是可以精細(xì)建模，模型中可以包含不連續(xù)、非線性的約束，但其缺點(diǎn)是容易陷入局部最優(yōu)且優(yōu)化過程不可控、靈活性差。

以蓄電池荷電狀態(tài)(StateOfCharge,SOC)為狀態(tài)變量使用動態(tài)規(guī)劃方法對其實(shí)現(xiàn)削峰填谷的充放電策略進(jìn)行了優(yōu)化，而使用動態(tài)規(guī)劃方法對蓄電池參與調(diào)峰的容量與運(yùn)行策略同時進(jìn)行了優(yōu)化，動態(tài)規(guī)劃方法具有較快的計算速度和良好的收斂性。

綜上所述，針對現(xiàn)有研究在考慮蓄電池儲能壽命損耗模型和其在優(yōu)化調(diào)度中的配合使用問題研究的不足，文中通過推導(dǎo)得出了反應(yīng)蓄電池每一次放電損耗的數(shù)學(xué)模型，并對其進(jìn)行了適當(dāng)簡化，通過權(quán)重因子將其引入到日前調(diào)度優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)中。針對蓄電池儲能約束條件時間上耦合的特點(diǎn)，文中將基于拉格朗日松弛和內(nèi)點(diǎn)法的動態(tài)規(guī)劃方法應(yīng)用于模型求解，通過算例分析，表明了所述方法具有良好的優(yōu)化調(diào)度效果。

圖1 典型聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的微電網(wǎng)系統(tǒng)

結(jié)論

本文通過推導(dǎo)得出了反應(yīng)蓄電池儲能每一次充放電損耗的數(shù)學(xué)模型，適當(dāng)簡化后通過權(quán)重因子將其引入到微電網(wǎng)日前調(diào)度目標(biāo)函數(shù)中。針對蓄電池儲能約束條件時間上耦合的特點(diǎn)，文中將基于拉格朗日松弛和內(nèi)點(diǎn)法的動態(tài)規(guī)劃方法應(yīng)用于模型求解。通過對算例的計算與分析，表明了本文所述方法對解決考慮蓄電池儲能壽命影響的微電網(wǎng)日前調(diào)度問題具有良好的優(yōu)化效果。