Page 68 - 电力与能源2022年第一期

6 2 郭强强, 等: 光储充一体化电站优化配置方法

25℃ ) 下的出力为标准进行修正。实际综合能源 规机组、 风机、 光伏面板等相对固定的使用寿命不
系统中, 光伏发电一般运行在最大功率输出点, 规 同, 电池储能的循环次数有限, 并且与其工作环境
划阶段可根据预测太阳辐照度或历史太阳辐照度 温度、 充放电深度等因素密切相关, 工作环境温度
计算其规划期内各个时段的输出功率: 越高、 单次充放电深度越深, 其使用寿命越短。电
I 池储能对应于额定充放电深度的有效放电电量是
P PV =P STC [ )] ( 1 )
I STC 1+k ( T-T STC 一定的, 即充发电次数相对固定。电池储能在实
———光
式中 P PV ———光伏发电的输出功率; P STC 际使用过程中一般限制其 SOC 上下限, 防止其过
———
伏发电的 额 定 功 率; I ———太 阳 辐 照 度; I STC 充过放, 延长电池使用寿命。对于某一实际的充
STC 下的太阳辐照度; T ———光伏发电的运行温 放电深度可折算至有效充放电深度, 拟合函数关
——— STC 下的运行温度; k ———功率温度
系如下式:
度; T STC
系数, 为负数。 D
r
( ) e ) ( 5 )
D rate 0.19 1.69 ( 1 - D
光伏发电输入为太阳能, 可以看作零输入单 N r = N rate rate
D r
输出元件, 其输出功率的上限受自然资源的影响。 ———额 定 放
式中 D rate ———额 定 放 电 深 度; N rate
光伏的功率输出约束如下: ———实际使用中
电深度对应的循环使用次数; D r
min
out
P PV t ≤P PV t ≤P PV t ( 2 ) 放电深度; N r ———实际使用中放电深度对应的循
max
()
()
()
()———光伏在 t时刻的输出功率; P PV t
out
式中 P PVt min (), 环使用次数。
()———光 伏 在 t 时 刻 的 最 大 和 最 小 输 出
P PV t 若电池储能系统运行在额定放电深度下, 则
max
功率。 在其使用寿命周期内放出的总电量:
1.2 储能模型 ( 6 )
E sum = N rate D rate E rate
1.2.1 储能系统容量计算
式中 E rate ———电池储能的额定容量, MWh 。
在进行储能容量配置时, 相应储能系统的充 取 N r 与 N rate 的 比 值 作 为 折 算 因 子, 记 为
放电控制策略可以描述如下: ,
m DOD 则有:
char g e char g e k D
{ =E k - 1 +P ref×ΔT× η char g e ( 3 ) m DOD = N r = ( D r ) e rate ) ( 7 )
E k
r
0.19 - 1.69 ( 1 - D
k
dischar g e
dischar g e
E k =E k - 1 +P ref×Δ T× η dischar g e N rate D rate
式中 E char g e ———第 k 个调度阶段储能系统累计 在一年计算周期内, 一系列不同放电深度折
dischar g e ———第 k 个调度阶段 算至额定放电深度下的放电电量为:
的充电电量, MWh ; E k
k ———第k 个 N
储能系统累计的放电电量, MWh ; P ref i
E r = ∑ m DOD E i ( 8 )
调度阶段储能系统充放电功率的参考 值, MW ; i =1
i ———
ΔT ———储 能 系 统 的 充 放 电 周 期, h ; η char g e , 式中 N ———一年计算周期内阶段数; m DOD
———第 i 阶 段 的 放 电
———储能系统的充放电效率。 第i 阶 段 的 折 算 因 子; E i
η dischar g e
k
P ref 的计算公式如下: 电量。
则, 可得电池储能系统的使用寿命:
ì k , )
ï
SOC max -SOC k - 1
ï P ref = min ( P ESS _ rate ΔT E sum ( 9 )
í ( 4 ) L r =
ï k SOC k - 1 -SOC min E r
ï P ref = min ( P ESS _ rate , )
î ΔT 由式( 9 ) 可知, 电池储能系统的使用寿命在实
———储 能 系 统 额 定 功 率, MW ; 际运行过程中并非一成不变, 而是与其充放电次
式 中 P ESS _ rate
———储能 电 池 荷 电 状 态 ( SOC ) 上 限 控 制 数及每次充放电过程的深度紧密相关。
SOC max
———储能电池 SOC 下限控制值。 ( 2 ) 储能系统的成本。储能系统的成本包括
值; SOC min
1.2.2 考虑储能寿命模型的储能系统运行成本 两个方面: 一方面为初始投入成本, 但考虑到储能
和效益 系统的使用寿命, 将其初始投资成本平均分摊至
( 1 ) 电池储能系统的使用寿命预测模型。在 计算年; 另一方面为运行维护成本, 可按初始投资
计算电池储能系统运行效益时, 储能系统的使用 的比例计算。
寿命是投资成本分析中最重要的一个参数。与常 则储能系统的成本计算公式如下: