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近年来,相关学者也对规模化电池储能在电力系统调峰中的应用进行了研究[10-14]。文献[10]以节省系统燃料费最大为目标,建立了BESS用于负荷平抑的优化调度模型,并讨论了容量配置问题,然而其只考虑了储能电池的节煤效益。文献[11]考虑储能系统在能源节约、网损降低和环保等方面的效益,以使用年限内收益最大为目标建立了一种通用储能系统的优化配置模型,但未针对具体储能形式进行分析。文献[12,13]详细分析了BESS削峰填谷的运行控制策略;文献[14]深入分析了BESS发挥静态功能对系统运行可靠性的改善,但均未涉及对电池储能在电力系统中整体效益的综合评估。
此外,在对BESS容量优化配置的研究中电池储能经济使用寿命是一个非常重要的参量,目前的研究均沿袭传统电力系统调峰电源规划方法,将其取为确定值,即额定运行条件下的标称寿命。然而,在实际运行过程中BESS使用寿命与其充/放电策略和运行环境等因素密切相关,实际放电深度偏离额定放电深度的程度会对电池循环使用寿命产生直接影响。因此,基于BESS在电力系统中的静态功能,考虑其运行特性和系统综合经济效益,对电池储能系统进行容量优化配置问题还需进一步研究。
鉴于此,本文根据电池储能运行过程中其实际使用寿命和放电深度(Depth of Disge,DOD)的关系,建立了BESS可变使用寿命预测模型。在此基础上,综合考虑电池储能在承担电力系统调峰功能时获得的能源节约效益、环保效益和容量替代效益,以系统净收益最大为目标提出考虑BESS可变寿命特征的静态容量规划方法。利用本文所提方法对IEEE RTS-96系统进行了电池储能容量的优化配置研究和结果分析。
结论
随着电池储能技术在电力系统中应用的发展,如何合理评估系统对电池储能的容量需求及其经济效益极其重要。本文基于电池储能在系统中承担的调峰功能,结合电池储能的实际运行特性将可变寿命模型引入到电池储能容量优化配置中,主要结论如下:
(1)结合电池储能的实际运行特性,考虑了不同放电深度对电池储能使用寿命的影响,建立了电池储能的可变寿命预测模型。该模型可根据电池接入电力系统的具体情况,正确评估电池储能的实际使用寿命。
(2)综合考虑了电池储能在承担电力系统调峰功能时获得的能源节约效益、环保效益和容量替代效益以及可变的投资等年值,以系统净收益最大为目标提出考虑BESS可变寿命特征的静态容量规划方法。相较于固定寿命模型,本文所提模型能更客观地反映系统对电池储能的容量需求及其经济效益。
(3)以IEEERTS-96系统为基础,采用本文所提模型进行了某一规划水平年电池储能容量的优化配置和分析。结果表明该模型能更好的实现储能电池在电力系统中的容量规划优化问题。
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