中國科學(xué)院電工研究所、中國科學(xué)院大學(xué)、中國電力科學(xué)研究院的研究人員楊艷紅、裴瑋、鄧衛(wèi)等，在2015年第22期《電工技術(shù)學(xué)報》上撰文指出，蓄電池儲能是進行微電網(wǎng)日前調(diào)度需要綜合考慮的重要單元。為了充分發(fā)揮蓄電池儲能平抑可再生能源波動、調(diào)節(jié)系統(tǒng)峰谷差及減小系統(tǒng)備用的功能，需要綜合考慮其剩余容量、充放電功率及充放電次數(shù)對蓄電池壽命的影響。
文中通過推導(dǎo)得出了反應(yīng)蓄電池每一次放電損耗的數(shù)學(xué)模型，并對其進行了適當簡化，通過權(quán)重因子將其引入到日前調(diào)度優(yōu)化的目標函數(shù)中；針對蓄電池儲能約束條件時間上耦合的特點，文中將基于拉格朗日松弛和內(nèi)點法的動態(tài)規(guī)劃方法應(yīng)用于模型求解；通過算例分析，表明了所述方法對微電網(wǎng)日前調(diào)度具有良好的優(yōu)化效果。
微電網(wǎng)集成太陽能光伏發(fā)電和風力發(fā)電等可再生能源發(fā)電、熱電聯(lián)供機組及儲能裝置，既可以向本地負荷供電，也可以通過公共連接點與外部電網(wǎng)進行功率交換。在進行微電網(wǎng)日前調(diào)度時，蓄電池儲能可以調(diào)節(jié)機組的功率輸出以提高其運行效率，還可以利用分時電價實現(xiàn)電價差收益，從而優(yōu)化系統(tǒng)整體運行經(jīng)濟性。
蓄電池儲能在運行時不直接產(chǎn)生運行費用，但其每一次充放電都會損耗使用壽命，文獻通過實驗詳細分析了蓄電池充放電深度和充放電速率對其壽命的影響。文獻將蓄電池儲能壽命引入對其運行的影響，對以儲能為主的獨立運行風、光、柴和儲系統(tǒng)運行中如何避免蓄電池儲能在低荷電狀態(tài)（SOC）下工作以及避免頻繁充放電進行了研究，提出了采用充放電損耗假設(shè)影響因子的分析方法。
對于聯(lián)網(wǎng)運行的微電網(wǎng)系統(tǒng)，文獻]的研究表明由于對接口功率的限制以及電價的變化，使其更加難于在考慮壽命影響的同時優(yōu)化儲能的功率和容量分配策略。對于如何評估儲能壽命對微電網(wǎng)運行調(diào)度的影響，目前的研究往往采用簡化的方式處理。
計及蓄電池儲能壽命影響的微電網(wǎng)日前調(diào)度問題從數(shù)學(xué)本質(zhì)上講是一個非線性的多階段動態(tài)規(guī)劃問題，既不宜引入過于復(fù)雜的儲能模型，又需要能夠真實反映儲能壽命的影響，因此，對于建立適當?shù)膬δ軌勖Ｐ蜕行韪鼮樯钊氲难芯俊?/p>
在求解方面，文獻中采用了多步迭代粒子群（ParticleSwarmOptimization,PSO）優(yōu)化方法，使用了改進遺傳算法，使用了主動進化規(guī)劃的方法，分別對含有蓄電池儲能的微電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度進行了優(yōu)化，使用智能算法的優(yōu)點是可以精細建模，模型中可以包含不連續(xù)、非線性的約束，但其缺點是容易陷入局部最優(yōu)且優(yōu)化過程不可控、靈活性差。
以蓄電池荷電狀態(tài)（StateOfCharge,SOC）為狀態(tài)變量使用動態(tài)規(guī)劃方法對其實現(xiàn)削峰填谷的充放電策略進行了優(yōu)化，而使用動態(tài)規(guī)劃方法對蓄電池參與調(diào)峰的容量與運行策略同時進行了優(yōu)化，動態(tài)規(guī)劃方法具有較快的計算速度和良好的收斂性。
綜上所述，針對現(xiàn)有研究在考慮蓄電池儲能壽命損耗模型和其在優(yōu)化調(diào)度中的配合使用問題研究的不足，文中通過推導(dǎo)得出了反應(yīng)蓄電池每一次放電損耗的數(shù)學(xué)模型，并對其進行了適當簡化，通過權(quán)重因子將其引入到日前調(diào)度優(yōu)化的目標函數(shù)中。針對蓄電池儲能約束條件時間上耦合的特點，文中將基于拉格朗日松弛和內(nèi)點法的動態(tài)規(guī)劃方法應(yīng)用于模型求解，通過算例分析，表明了所述方法具有良好的優(yōu)化調(diào)度效果。
圖1典型聯(lián)網(wǎng)運行的微電網(wǎng)系統(tǒng)
結(jié)論
本文通過推導(dǎo)得出了反應(yīng)蓄電池儲能每一次充放電損耗的數(shù)學(xué)模型，適當簡化后通過權(quán)重因子將其引入到微電網(wǎng)日前調(diào)度目標函數(shù)中。針對蓄電池儲能約束條件時間上耦合的特點，文中將基于拉格朗日松弛和內(nèi)點法的動態(tài)規(guī)劃方法應(yīng)用于模型求解。通過對算例的計算與分析，表明了本文所述方法對解決考慮蓄電池儲能壽命影響的微電網(wǎng)日前調(diào)度問題具有良好的優(yōu)化效果。