(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111404368.0 (22)申请日 2021.11.24 (71)申请人 安徽工业大学 地址 243002 安徽省马鞍山市湖东路59号 (72)发明人 郑诗程　刘珂　郎佳红　 (74)专利代理 机构 安徽知问律师事务所 34134 代理人 平静 (51)Int.Cl. H02J 3/32(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 7/34(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种考虑储能退化成本的光储直流微电网 能量调度方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑储能退化成本的光 储直流微电网能量调度方法， 属于电力系统控制 技术领域； 本发明建立光储型微电网结构框图， 采用蓄电池和超级电容器混合储能方式弥补单 一储能元件的不足； 并通过蓄电池和超级电容器 的运行特性 建立其退化成本模型， 根据超级电容 器和蓄电池不同的储能特性和运行目标， 考虑储 能退化成本的系统分层动态响应模 型； 然后对模 型采用进行滚动优化， 从而得出蓄电池、 超级电 容器以及与大电网交互的输出功率决策向量， 并 将其作为最终调度计划。 本发明通过不同时间尺 度下的优化算法不仅为微电网的经济调度提供 最优控制方案， 而且同时考虑了储能系统退化成 本并使之最小化以提高整个储能系统的经济性。 权利要求书3页 说明书6页 附图5页 CN 114069678 A 2022.02.18 CN 114069678 A 1.一种考虑储能退化成本的光储直 流微电网能量调度方法， 其特 征在于， 其 步骤为： 步骤一、 根据光储微网系统能量流动图， 以光伏、 负荷和蓄电池及超级电容器组成的混 合储能系统所构成的并网型微电网作为研究对 象， 建立混合储能系统的退化成本模型， 得 到蓄电池及超级电容器的退化成本函数； 步骤二、 根据超级电容器和蓄电池不同的储能特性以及不同的运行目标， 设计考虑储 能退化成本的系统分层动态响应模型； 步骤三、 采用模型预测控制方法对所述步骤二中的储能系统分层动态响应模型进行滚 动优化， 得 出调度计划。 2.根据权利要求1所述的一种考虑储能退化成本的光储直流微电网能量调度方法， 其 特征在于， 所述的步骤二中， 通过时间步长不同的算法结构设计两层能量调 度模型， 上层模 型用于长时间的调度控制， 主要考虑蓄电池的动态变化， 输入参数为光伏和负荷的预测值， 通过优化求解将所得的结果作为参数输送给下层模型； 下层模型将输入预测误差作为参数 求解优化模型， 考虑 超级电容器的动态变化进行调 度， 将所得的结果作为调 度策略， 经过微 电网出力测量将结果进行反馈， 再由上层重新优化 求解。 3.根据权利要求2所述的一种考虑储能退化成本的光储直流微电网能量调度方法， 其 特征在于， 所述步骤三中， 建立的双层 模型进行模 型预测控制的滚动优化求解上下层 模型， 上层滚动优化目的是在 满足约束 条件的情况下使得目标函数值最小， 通过决策每个时刻 储 能的充放电和与大电网的功率交互值， 从而来达到在预期时间段内的最优能量分配， 下层 的滚动优化目标是为了减少超级电容器运行成本和平衡可再生能源的预测误差， 通过超级 电容器的充放电去平衡预测 误差引起的能量变化， 从而得到各发电部分的最优功率分配， 同时可以得到储能系统的最优荷电状态。 4.根据权利要求1 ‑3任一项所述的一种考虑储能退化成本的光储直流微电网能量调度 方法， 其特征在于， 所述的步骤一中， 先计算蓄电池循环寿命的运行成本， 蓄电池的退化成 本模型为 实际容量和寿命的折旧， 一般情况下， 电池寿命与深度放电， 即DOD＝dB， 具有最佳 拟合， 其表达式为 其中， a、 b、 c>0是曲线拟合系数， PB(t)为蓄电池充放电平均功率， 放电时间为Δt， EB(t) 为蓄电池的容 量； 蓄电池在t时刻充放电结束后， 电池在t+1时刻实际容 量的损耗 为 其中， Erate为蓄电池的额定容 量， LB为循环次数； 蓄电池的退化成本模型为实际容量和寿命的折旧， 根据式(1)、 (2)以及(3)可得蓄电池 循环寿命的运行成本函数表达式为， 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114069678 A 2其中， RB表示蓄电池的投资成本， ηBc， ηBd分别表示蓄电池的充放电效率。 5.根据权利要求4所述的一种考虑储能退化成本的光储直流微电网能量调度方法， 其 特征在于， 所述的步骤一中， 再计算超级电容器的退化成本， 在实际应用中超级电容器采用 静电势能储存能量， 其寿命主要取决于电解液 的蒸发速率， 则超级电容器的退化成本如式 (5)， 式中， CSC表示电容器的投资成本， T0表示预设的温度， L0表示超级电容器在预设温度下 的使用寿命， Tx表示实际工作温度。 6.根据权利要求5所述的一种考虑储能退化成本的光储直流微电网能量调度方法， 其 特征在于， 首 先建立上层目标函数： 式中， 表示微电网与大电网的交易成本， 表示蓄电池生命周期退化成本， 如 式(3)， Δtu表示上层模型的时间步长， 表示微电网与大电网的交易能量， Cgird(tu)表 示当前时刻的实时电价； 再建立下层目标函数： 式中， 为超级电容器的退化降解成本， 为与上层参考偏差值, 为超级电容器的复位成本函数， 为代价权 重比例系数。 7.根据权利要求6所述的一种考虑储能退化成本的光储直流微电网能量调度方法， 其 特征在于， 所述的上层目标函数的约束条件为 功率平衡约束： PL(t)＝PG(t)+PB(t)+PSC(t)+PPV(t)    (7) 储能系统约束： 与大电网交 互上下限约束：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114069678 A 3