一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法技术

一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法，包括如下步骤：1.计算分布式配电系统需要与主电网进行有功交换的有功功率；2.根据所述有功交换的有功功率值计算储能装置出力实际值；3.根据所述储能装置出力实际值对储能容量进行整定；4.计算储能装置出力实际值的置信区间；5.绘制储能配置功率与容错率的关系曲线；6.根据所述储能配置功率计算储能装置容量配置；7.根据所述储能配置容量方差，绘制储能配置容量大小与容错率的关系曲线；本发明专利技术利用基于梯次利用锂离子动力电池的储能系统有效平抑光伏发电系统的功率波动，是动力电池梯次利用的有益探索。

【技术实现步骤摘要】
一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法
本专利技术涉及光伏电站配置储能容量领域，尤其涉及一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法。
技术介绍
根据目前国内外的研究，动力电池的实际容量衰退至标称容量的70％～80％后就应该停止在电动汽车上使用，但这些电池仍有可利用的价值。通过检测，可将一部分性能较好的单体电池模块重组，用作储能电池，形成动力电池的梯次利用。梯次利用可带来两个方面的优点：(1)考虑到光伏发电的间歇性特点，储能电池可提高光伏发电的利用率；(2)储能电池是降级使用的动力电池，投资成本相对较低。在这种情况下，实现动力电池梯次利用与光伏换电站的有机集成，对未来电动汽车充电基础设施的建设，具有重要的应用价值。随着光伏系统在电网中所占比例的不断增大，它对电网带来的影响必须得到有效地治理以保证供电的安全可靠性。为并网光伏电站配置储能装置，通过光储协调控制与应用，既能平滑光伏功率输出，避免对电网造成的不良影响，又能减少投资降低费用。
技术实现思路
针对现有技术的不足之处，本专利技术提供一种能够提高光伏发电的利用率，并且实现动力电池梯次利用与光伏换电站的有机集成，平滑光伏功率输出，避免对电网造成的不良影响的用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法。为了实现上述目的，本专利技术提供的技术方案为：一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法，所述方法包括如下步骤：步骤1.计算分布式配电系统需要与主电网进行有功交换的有功功率；步骤2.根据所述有功交换的有功功率值计算储能装置出力实际值；步骤3.根据所述储能装置出力实际值对储能容量进行整定；步骤4.计算储能装置出力实际值的置信区间；步骤5.绘制储能配置功率与容错率的关系曲线；步骤6.根据所述储能配置功率计算储能装置容量配置；步骤7.根据所述储能配置容量方差，绘制储能配置容量大小与容错率的关系曲线。进一步的，所述步骤1中光伏发电优先给区域配网负荷供电，当光伏发电输出功率PPV有盈余时，将通过母线输送给主电网；而当光伏发电输出功率不足时，将由主电网补偿功率缺额Pgrid；该分布式配电系统需要与主电网进行有功交换，而有功功率交换的大小Pgrid为主电网的发电计划提供重要的依据；理论上，主电网对分布式配电系统的有功补偿大小即为有功负荷和光伏出力的差值，计算式为：Pgrid＝Pload-PPV，其中，Pload为负荷预测值，PPV为光伏出力预测值，Pgrid为有功功率交换的大小。进一步的，由于光照强度和负荷变化的随机性，PPV和Pload必定存在一定的随机性误差；随机性功率误差就要由储能装置来补偿，当Pgrid>Pload-PPV,发电计划过剩，储能装置充电。进一步的，由于光照强度和负荷变化的随机性，PPV和Pload必定存在一定的随机性误差；随机性功率误差就要由储能装置来补偿，当Pgrid<Pload-PPV,发电计划不足，储能装置放电。进一步的，所述步骤2中储能装置出力实际值计算式为：PES＝Pload`-PPV`-Pgrid，其中，Pload'为配网负荷实际值；PPV'为光伏出力实际值；Pgrid为有功功率交换的大小；PES为储能装置出力实际值。进一步的，所述步骤3中若已知PES随时间的分布情况，将PES对时间进行积分，并对积分值进行分析，即可得到储能装置输出(或吸收)能量的情况，进而对储能容量进行整定。进一步的，所述步骤4中采用区间估计的方法对预测误差进行概率预测，得到一定置信度的误差期望值；又光伏出力预测误差分布和负荷预测误差分布之间相互独立，因此PES概率分布也为正态分布，即其中，0为均值；为方差。PES随时间分布为一个期望值恒为零的正态过程。按照标准正态分布的上α分位点的定义，可以得到置信水平为1-α的PES的置信区间为：其中，σP为储能装置输出功率的均方差；n为采样次数；α为显著水平。进一步的，所述步骤5中将储能装置最大输出(或吸收)功率设置为：其中，为储能装置输出功率的均方差；n为采样次数；α为显著水平；Φ-1为标准正态分布累积函数的反函数。进一步的，所述步骤6中，结合步骤1至5，已经知道储能装置输出的随机功率PES在每个时间点都是按均值为零的正态分布，那么PES在时间轴上的分布就是典型的正态过程；其中储能配置容量方差计算式为：其中，为储能装置输出功率的均方差，sj-α为置信水平，储能配置容量方差为σE。同理可知，储能装置的功率配置的置信区间为则即其概率密度函数计算式为，其中，ΔPPV为光伏出力预测误差。将已得出的置信区间代入可以得到储能装置输入或输出电能的置信水平为1-α置信区间为：因此储能装置容量ES应该配置为：所述储能装置常态保持的能量，以保证输入输出。进一步的，所述步骤7中，假设时间区间[α，sj]不变，采样次数n不变，不同的均方差σE之下，可以得到储能配置容量大小与容错率的关系曲线。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法，利用基于梯次利用锂离子动力电池的储能系统有效平抑光伏发电系统的功率波动，是动力电池梯次利用的有益探索；随着光伏系统在电网中所占比例的不断增大，它对电网带来的影响必须得到有效地治理以保证供电的安全可靠性。为并网光伏电站配置储能装置，通过光储协调控制与应用，既能平滑光伏功率输出，避免对电网造成的不良影响，又能减少投资降低费用。附图说明附图1是本专利技术一种含储能装置的光伏并网系统。附图2为本专利技术储能配置功率与容错水平的关系曲线。附图3为本专利技术储能配置容量与容错率的关系。附图4为本专利技术实施例1中光伏出力采样数据表格。附图5为本专利技术实施例1中某园区Ⅱ线光伏并网结构图。附图6为本专利技术实施例1中配置功率和负荷预测误差随机量均方差关系曲线。附图7为本专利技术实施例1中配置容量和负荷预测误差随机量均方差关系曲线。具体实施方式一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.计算分布式配电系统需要与主电网进行有功交换的有功功率；步骤2.根据所述有功交换的有功功率值计算储能装置出力实际值；步骤3.根据所述储能装置出力实际值对储能容量进行整定；步骤4.计算储能装置出力实际值的置信区间；步骤5.绘制储能配置功率与容错率的关系曲线；步骤6.根据所述储能配置功率计算储能装置容量配置；步骤7.根据所述储能配置容量方差，绘制储能配置容量大小与容错率的关系曲线。以上是本专利技术的核心思想，下面结合附图对本专利技术的实施例进行进一步的描述。实施例1结合附图1，所述步骤1中光伏发电优先给区域配网负荷供电，当光伏发电输出功率PPV有盈余时，将通过母线输送给主电网；而当光伏发电输出功率不足时，将由主电网补偿功率缺额Pgrid；该分布式配电系统需要与主电网进行有功交换，而有功功率交换的大小Pgrid为主电网的发电计划提供重要的依据；理论上，主电网对分布式配电系统的有功补偿大小即为有功负荷和光伏出力的差值，计算式为：Pgrid＝Pload-PPV，其中，Pload为负荷预测值，PPV为光伏出力预测值，Pgrid为有功功率交换的大小；由于光照强度和负荷变化的随机性，PPV和Pload必定存在一定的随机性误差；随机性功率误差就要由储能装置来补偿，当P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.计算分布式配电系统需要与主电网进行有功交换的有功功率；步骤2.根据所述有功交换的有功功率值计算储能装置出力实际值；步骤3.根据所述储能装置出力实际值对储能容量进行整定；步骤4.计算储能装置出力实际值的置信区间；步骤5.绘制储能配置功率与容错率的关系曲线；步骤6.根据所述储能配置功率计算储能装置容量配置；步骤7.根据所述储能配置容量方差，绘制储能配置容量大小与容错率的关系曲线。

【技术特征摘要】
1.一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.计算分布式配电系统需要与主电网进行有功交换的有功功率；步骤2.根据所述有功交换的有功功率值计算储能装置出力实际值；步骤3.根据所述储能装置出力实际值对储能容量进行整定；步骤4.计算储能装置出力实际值的置信区间；步骤5.绘制储能配置功率与容错率的关系曲线；步骤6.根据所述储能配置功率计算储能装置容量配置；步骤7.根据所述储能配置容量方差，绘制储能配置容量大小与容错率的关系曲线。2.根据权利要求1所述的一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法，其特征在于，所述步骤1中光伏发电优先给区域配网负荷供电，当光伏发电输出功率PPV有盈余时，将通过母线输送给主电网；而当光伏发电输出功率不足时，将由主电网补偿功率缺额Pgrid；该分布式配电系统需要与主电网进行有功交换，而有功功率交换的大小Pgrid为主电网的发电计划提供重要的依据；理论上，主电网对分布式配电系统的有功补偿大小即为有功负荷和光伏出力的差值，计算式为：Pgrid＝Pload-PPV，其中，Pload为负荷预测值，PPV为光伏出力预测值，Pgrid为有功功率交换的大小。3.根据权利要求2所述的一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法，其特征在于，由于光照强度和负荷变化的随机性，PPV和Pload必定存在一定的随机性误差；随机性功率误差就要由储能装置来补偿，当Pgrid>Pload-PPV,发电计划过剩，储能装置充电。4.根据权利要求2所述的一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法，其特征在于，由于光照强度和负荷变化的随机性，PPV和Pload必定存在一定的随机性误差；随机性功率误差就要由储能装置来补偿，当Pgrid<Pload-PPV,发电计划不足，储能装置放电。5.根据权利要求1所述的一种用于储能的梯次利用锂离子动力电池容量配置方法，其特征在于，所述步骤2中储能装置出力实际值计算式为：PES＝Pload`-PPV`-Pgrid，其中，Pload'为配网负荷实际值；PPV'为光伏出力实际值；Pgr...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾蕗路，裴锋，文芸，刘欣，毛荣军，王磊，田旭，李财芳，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，国网江西省电力有限公司南昌供电分公司，
类型：发明
国别省市：江西,36