光伏微网储能单元配置优化方法研究

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微网储能系统在微网中的重要作用及其较大成本比重决定了微网储能配置优化方法研究的必要性。本文对比分析了微网中几种主要储能方式的价格、容量、功率、寿命等主要特性,阐述了几种储能方式在不同类型微网中的应用。同时着重分析了铅酸蓄电池的容量特性、功率特性及其充放电对寿命的影响,研究了光伏微网储能单元的配置优化方法。  本文的微网储能配置方法是在满足微网负荷需求的条件下,以微网系统整个生命周期的成本最小为目标,对微网中各单元容量进行配置,其中深入研究了蓄电池寿命折损的计算方法,并将蓄电池寿命折损而产生的置换费用计入微网整个生命周期成本中。以充放电深度、起始状态和结束状态这三个参数描述蓄电池不同类型的充放电循环。有别于一般微网中所用的等效全循环法,本文利用雨流记数法统计全年蓄电池各个充放电半循环,并利用这三个参数分别计算各个半循环产生的蓄电池折损。这种方法能够通过蓄电池的荷电状态曲线更加准确地预估蓄电池在各种不同充放电循环下的循环寿命,从而可以建立更为准确的蓄电池寿命模型。结合此种蓄电池折损计算方法,以蓄电池的使用度作为描述蓄电池状况的方法,以确定蓄电池在微网全寿命周期中的更换次数及更换时间。为了避免储能补偿功率的快速变动对蓄电池造成的损害,使用了蓄电池同超级电容混合搭配的混合储能系统,并结合两种储能特点,设定了功率分配方法。使用遗传算法对文中配置优化模型进行求解,并根据模型的实际求解效果对算法中的部分参数进行了调整优化。文章最后,通过对全年蓄电池使用度的计算,对比了两种寿命折损计算方法,分析了应用本文蓄电池寿命模型的必要性,并在不同的蓄电池SOC下限及负荷缺电率上限的设定下,得出对应的最优配置方案,通过对几种方案运行数据及成本对比,分析了上述两个参数对微网配置的影响,同时也从侧面印证了本文配置优化模型的准确性。
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