基于双向互补的储能系统控制策略及经济性分析

doi:10.3969/j.issn.1000－7229.2016.08.015

电力建设 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (8): 96-.doi: 10.3969/j.issn.1000－7229.2016.08.015

基于双向互补的储能系统控制策略及经济性分析

张婳1，张斌2，籍天明3，韩晓娟1

1.华北电力大学控制与计算机工程学院，北京市 102206；2. 国网冀北三河市供电有限公司，河北省三河市 065200；3. 南京南瑞集团信息系统集成分公司，南京市 211106

出版日期:2016-08-01
作者简介:张婳（1992），女，硕士，主要从事电池储能控制、经济性评估等方面的研究工作；张斌（1989），男，硕士，主要研究方向为新能源发电控制技术和储能技术；籍天明（1991），男，硕士，主要从事新能源发电控制技术、数据挖掘等方面的研究工作；韩晓娟（1970），女，博士，教授，主要从事新能源发电控制技术、故障诊断、信息融合和检测技术等方面的研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金项目（51577065）；国家电网公司科技项目（KY-SG-2016-204-JLDKY）

Control Strategy and Economic Analysis of Energy Storage System Based on Bidirectional Complementary

ZHANG Hua1, ZHANG Bin2, JI Tianming3, HAN Xiaojuan1

1.School of Control and Computer Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206，China; 2. Sanhe Electric Power Company, State Grid Jibei Electric Power Company, Sanhe 065200, Hebei Province, China； 3. Information System International Company, NARI Group Corporation, Nanjing 211106, China

Online:2016-08-01
Supported by:
Project supported by National Natural Science Foundation of China （51577065）

摘要/Abstract

摘要： 储能系统成本高、控制技术不成熟，制约了电池储能系统的大规模应用。在充分考虑电池储能系统经济性基础上，该文提出了基于双向互补的储能系统控制策略。由2组电池构成双向互补电池储能系统，通过雨流计数法计算电池充放电深度（depth of discharge, DoD），以表征电池循环寿命，并建立了双向互补储能系统充放电控制模型。基于国内某光-储联合电站实测数据，在储能系统不同充放电临界荷电状态限定范围内，对双向互补电池储能系统控制策略的经济性进行了仿真分析。仿真结果表明，与单储能系统控制策略相比，基于双向互补的电池储能系统控制策略可以有效提高电池储能系统的使用寿命，降低储能系统成本，具有良好的工程应用前景。

关键词: 储能系统, 双向互补, 控制策略, 经济性分析

Abstract: The high cost and immature control technology of energy storage system restrict the large-scale application of battery energy storage system. With full consideration of the economy of battery energy storage system, this paper proposes the control strategy for energy storage system based on bidirectional complementary, in which the bidirectional complementary battery energy storage system is composed of two groups of batteries. We calculate the the depth of discharge （DoD） by rain flow count method, in order to characterize the cycle life of the battery; and establish the charge and discharge control model for bidirectional complementaryenergy storage system. Taking the measured data of an photovoltaic-energy storage hybrid power station as example, we simulate and analyze the economy of the control strategy for bidirectional complementary battery energy storage system, in the different limited range of the critical state of charge during charge-discharge in energy storage system. The simulation results show that, compared with the control strategy of single energy storage system, the the control strategy of battery energy storage system based on bidirectional complementary can effectively improve the service life of the system and reduce the cost of energy storage system, which has a good prospect of engineering application.

Key words: energy storage system, bidirectional complementary, control strategy, economic analysis

中图分类号:

TM 912

张婳，张斌，籍天明，韩晓娟. 基于双向互补的储能系统控制策略及经济性分析 [J]. 电力建设, 2016, 37(8): 96-.

ZHANG Hua, ZHANG Bin, JI Tianming, HAN Xiaojuan. Control Strategy and Economic Analysis of Energy Storage System Based on Bidirectional Complementary[J]. Electric Power Construction, 2016, 37(8): 96-.

参考文献

［1］刘伟，彭冬，卜广全，等．光伏发电接入智能配电网后的系统问题综述［J］．电网技术，2009，33（19）：1-6． LIU Wei, PENG Dong, BU Guangquan, et al. Asurvey on system problems in smart distribution network with grid-connected photovoltaic generation［J］.Power System Technology,2009, 33（19）:1-6. ［2］丁明，王伟胜，王秀丽，等．大规模光伏发电对电力系统影响综述［J］．中国电机工程学报，2014，34（1）：1-14． DING Ming, WANG Weisheng, WANG Xiuli, et al. A review on the effect of large-scale PV generation on power systems［J］. Proceedings of the CSEE, 2014，34（1）：1-14．［3］BILLINTON R B．Impacts of energy storage on power system reliability performance［C］//Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering. Saskatchewan，Canada: IEEE，2005：494-497．［4］丁明，徐宁舟，毕锐．用于平抑可再生能源功率波动的储能电站建模及评价［J］．电力系统自动化，2011，35（2）：66-72． DING Ming, XU Ningzhou, BI Rui. Modeling of BESS for smoothing renewable energy output fluctuations［J］.Automation of Electric Power Systems,2011,35（2）:66-72. ［5］汪海蛟，江全元．应用于平抑风电功率波动的储能系统控制与配置综述［J］．电力系统自动化，2014，38（19）：126-135． WANG Haijiao， JIANG Quanyuan. An overview of control and configuration of energy storage system used for wind power fluctuation mitigation［J］.Automation of Electric Power Systems,2014,38（19）:126-135. ［6］高明杰，惠东，高宗和，等．国家风光储输示范工程介绍及其典型运行模式分析［J］．电力系统自动化，2013，37（1）：59-64． GAO Mingjie, HUI Dong, GAO Zonghe, et l. Presentation of national wind/photovoltaic/energy storage and transmission demonstration project and analysis of typical operation modes［J］.Automation of Electric Power Systems,2013,37（1）:59-64. ［7］杨水丽，惠东，李建林，等．适用于风电场的最佳电池容量选取的方法［J］．电力建设，2010，31（09）：1-4． YANG Shuili, HUI Dong, LI Jianlin, et al. Selection of theoptimal battery capacity for wind farm［J］. Electric Power Construction,2010,31（9）:1-4. ［8］JIANG Q，WANG H．Two-time-scale coordination control for a battery energy storage system to mitigate wind power fluctuations［J］．IEEE Transactions on Energy Conversion，2013，28（1）：52-61．［9］LI X．Fuzzy adaptive Kalman filter for wind power output smoothing with battery energy storage system［J］．IET Renewable Power Generation，2012，6（5）：340-347．［10］洪海生，江全元，严玉婷．实时平抑风电场功率波动的电池储能系统优化控制方法［J］．电力系统自动化，2013，37（1）：103-109． HONG Haisheng, JIANG Quanyuan, YAN Yuting. An optimization control method of battery energy storage system with wind power fluctuations smoothed in real time［J］.Automation of Electric Power Systems,2013,37（1）:103-109. ［11］王刚，邱晓燕，张晓晨，等．平滑风电功率的电池储能系统优化控制策略［J］．电力系统及其自动化学报，2015，27（8）：66-70． WANG Gang, QIU Xiaoyan, ZHANG Xiaochen, et al.Optimized control strategy for battery energy storage system to smooth wind power output［J］. Proceedings of the CSU-EPSA, 2015, 27（8）:66-70. ［12］林卫星，文劲宇，艾小猛，等．风电功率波动特性的概率分布研究［J］．中国电机工程学报，2012，32（1）：38-46． LIN Weixing, WEN Jinyu, AI Xiaomeng, et al. Probability density function of wind power variations［J］. Proceedings of the CSEE, 2012, 32（1）:38-46. ［13］周封，金丽斯，刘健，等．基于多状态空间混合Markov链的风电功率概率预测［J］．电力系统自动化，2012，36（6）：9-33． ZHOU Feng, JIN Lisi, LIU Jian, et al. Probabilistic wind power forecasting based on multi-state space and hybrid Markov chain models［J］. Automation of Electric Power Systems,2012,36（6）:29-33. ［14］周封，金丽斯，王丙全，等．基于高阶Markov链模型的风电功率预测性能分析［J］．电力系统保护与控制，2012，40（6）：6-10． ZHOU Feng, JIN Lisi, WANG Bingquan, et al. Analysis of the wind power forecasting performance based on high-order Markov chain models［J］. Power System Protection and Control, 2012，40（6）：6-10．［15］SAUER D U，WENZL H．Comparison of different approaches for life-time prediction of electrochemical systems-using lead acid batteries as example［J］．Journal of Power Sources，2008，176（2）：477-483．［16］WAN Y．Summary report of wind farm data［R］．Golden：National Renewable Energy Laboratory，2008．［17］BINDNER H，CRONIN T，LUNDSAGER P，et al．Lifetime modeling of lead acid batteries［R］．Roskilde：Ris National Laboratory，2005．［18］程成．用于可再生能源发电并网技术的混合储能控制策略研究［D］．北京：华北电力大学，2014． CHENG Cheng.Research of hybrid energy storage control strategy for renewable energy power generation and grid connected technology［D］. Beijing: North China Electric Power University, 2014.

[1]	姜达军，吴福保，王麒云，张艳军，孙黎霞，吴英俊. 基于调控云的风储联合鲁棒优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(7): 9-16.
[2]	方朝雄，吴晓升，江岳文. 考虑暂态稳定性的网储多目标双层优化[J]. 电力建设, 2020, 41(7): 58-66.
[3]	张楷，邱晓燕，李凌昊，张浩禹，赵有林，刘梦依. 含风电系统中计及静态电压稳定影响的储能系统配置方案[J]. 电力建设, 2020, 41(7): 110-116.
[4]	沈宝兴，林琳，董倩，唐璁，江守其，辛业春. MMC-HVDC孤岛供电系统交流故障穿越协调控制策略[J]. 电力建设, 2020, 41(6): 93-99.
[5]	张志荣，邱晓燕，孙旭，任昊，张明珂. #br# 协调柔性负荷与储能的交直流配电网经济优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 116-123.
[6]	纪会争，张帆，康春雷，韩民晓. 风火打捆直流送出系统电压稳定控制策略[J]. 电力建设, 2020, 41(4): 126-132.
[7]	陈景文，张文倩，李霞. 户用型光储电站混合电池充放电控制策略研究[J]. 电力建设, 2020, 41(2): 101-1078.
[8]	王上行，贾学翠，王立华，闫士杰，李相俊. 混合储能系统的功率变换器电流预测控制方法[J]. 电力建设, 2020, 41(1): 71-79.
[9]	张涛，胡泽春，张丹阳. 楼宇综合能源系统容量配置优化[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 3-11.
[10]	孙充勃，宋毅，蔡超，原凯，杨雄. 考虑多场景需求的配电网分布式储能多目标优化配置方法[J]. 电力建设, 2019, 40(7): 48-56.
[11]	郑传宁，于群，曹娜，陈晶. 联络线故障停运后区域互联电网的紧急协调控制策略[J]. 电力建设, 2019, 40(7): 76-84.
[12]	孙波，李思敏，樊亚南，李志恒. 电力市场环境下风-储混合发电商的偏差电量考核模型[J]. 电力建设, 2019, 40(7): 107-114.
[13]	修晓青，李建林，李文启，郭威. 储能系统商业模式及其优化规划方法[J]. 电力建设, 2019, 40(6): 41-48.
[14]	吴金城，董树锋，张舒鹏，韩荣杰，寿挺，李建斌. 基于分布式计算技术的火电厂辅助调频储能系统容量及功率规划方法[J]. 电力建设, 2019, 40(6): 57-64.
[15]	尹渠凯，米增强，贾雨龙，范辉. 基于改进K-means聚类的电力市场下分布式储能系统经济性调控模型[J]. 电力建设, 2019, 40(5): 20-27.

基于双向互补的储能系统控制策略及经济性分析

Control Strategy and Economic Analysis of Energy Storage System Based on Bidirectional Complementary

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