电池储能电站削峰填谷算法分析

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1、2015年第3期上海电力37电池储能电站削峰填谷算法分析万军，王学宽，朱俊杰，魏琼(国网上海市电力公司检修公司，上海200063)摘要：电池储能电站凭借着其运行控制方式的灵活性越来越多的应用到电力系统中，特别是可以有效地平抑负荷波动，实现削峰填谷。在负荷预测的基础上，提出功率差充放电方式的削峰填谷算法，利用电池组容量、充放电功率，日负荷曲线等条件，实现削峰填谷，并与恒功率算法比较，体现出功率差方式的优越性，最后通过仿真计算验证优化效果。关键词：削峰填谷；BESS；负荷预测；恒功率；功率差中图分类号：TM912文献标志码：B削

2、峰填谷是提高电能利用率，改善电网经济梯度算法不适合处理含有不连续约束的问题，。性的重要措施，也是电力系统不得不面对和解决2基于负荷预测的电池储能电站调峰算法的问题，但是不同的电源结构和峰谷负荷差，实现削峰填谷的方式也不同。目前调峰方式和手段有2．1基于恒功率充放电方式的削峰填谷方法很多种，主要包括火电机组调峰、燃气轮机调峰、恒功率方式是指在充放电阶段电池储能电站水电机组调峰。火电调峰受机组启停时间和经济以恒定的功率进行充放电引。如图l所示为某性约束较大，无特别的优势可言；燃气轮机调峰机日的日负荷预测曲线，假设预测负荷与实时负

3、荷组启停迅速，建设周期短，但由于主要燃料是天然相同。1点到7点和中午12点左右各存在一个气，因此运行成本较高；水电机组调峰方便快速、负荷低谷，上午9点到11点和下午2点到5点这经济性好、污染小，但受季节影响较大，容易造成两个时间段是负荷高峰。枯水期调峰能力不足，丰水期弃水的现象。随着，1蓄电池技术的不断发展，电池储能越来越得到人，_7}们的重视。相对其他的调峰方式，电池储能从负7／1n。_／-I--__-一一、+-V荷侧双向调节峰谷差，改善负荷特性，也就能够减一7●＼_fI_少系统备用容量，提高输配电设备的利用率¨4。。T＼

4、，_＼_童1典型算法图1典型日负荷预测曲线电池储能系统的削峰填谷功能可以分为两步恒功率充放电方式实现的一般步骤是：根据电来完成。第一步是日前优化，在新的一天开始前，池组的容量Js和设定的充放电功率P，计算出总的根据预测出的日负荷曲线，优化出24h的BESS充电时间和总的放电时间T=S／P。然后在负荷曲最优充放电策略，即每个时刻电池是否充放电，充线中找到负荷最小点P经过此点作一条水平放电的功率大小为多少。第二步是实时控制，根线，以很小的步长△P1向上移动，该水平线会与负据日前优化给出的充放电策略，以及当前的负荷荷曲线有两个交点

5、，如果两个交点间的时间区域等值、电池状态等数据，计算出充放电功率指令并下于总的充电时间，那么就找到了充电区域，反之发给每组电池J。继续向上移动直至找到充电时间段。同样，求解放目前针对削峰填谷策略的研究主要采用模拟电区域采用类似的方法，首先在负荷曲线中找到负退火算法、动态规划算法等，模拟退火算法属于智荷最大点P，并过该点作水平线，以很小的步长能算法，模拟了自然过程，在解决全局最优解的问△P向下移动，由于存在两个负荷高峰期，因此水题上有着独到的优点，但计算时间相对较长；梯度平线与负荷曲线有四个交点，即两段放电时间区算法和动态规划

6、算法计算时需要有一个初值，而且域，如果两个时间段的时间之和等于总的放电时间38上海电力2015年第3期，则找到了两个放电区间，否则水平线继续向下移5一Sd<(4)动，直到两个相交的时间段之和等于。式(2)是充电功率必须小于电池容量，其中该方法步骤简便，计算简单，但准确性较差。Js是总的充电功率；式(3)表示放电功率小于电尤其当实际日负荷曲线的峰谷时间较预测负荷曲池容量，其中S是总的放电功率；式(4)则表示线有推迟或者提前时，拟定的充放电策略失效，削充电功率必须大于放电功率，其中是接近于零的峰填谷失败。数。当不满足其中任意一个

7、条件时，重新进行迭2．2基于功率差充放电方式的削峰填谷方法代，P=P1+△P，P=P一△P，直至满足所有条功率差充放电方式就是根据已有的负荷预测曲件，迭代结束。线，考虑到电池组容量和充放电功率的限制，首先把进该算法采用线性拟合方法近似替代负荷曲线，行削峰填谷的充放电功率上下限值定下来，然后与预那么每个时间段内的充放电功率准确且合理。实测负荷功率曲线进行比较，在此基础上各时间段内的际负荷曲线的偏移不会造成削峰填谷失败，且能够充放电功率就能被确定。具体的计算公式为：根据实际情况灵活制定储能电站的运行策略。采用功率差充放电方式的调

8、峰算法，其具体∑(Pd—P。)At≤∑(P2一Pc)At