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(bào)》上撰文指出，蓄電池儲(chǔ)能是進(jìn)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(chǔ)能平抑可再生能源波動(dòng)、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(duì)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(duì)其進(jìn)行了適當(dāng)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(biāo)函數(shù)中；針對(duì)蓄電池儲(chǔ)能約束條件時(shí)間上耦合的特點(diǎn)，文中將基于拉格朗日松弛和內(nèi)點(diǎn)法的動(dòng)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(duì)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(fēng)力發(fā)電等可再生能源發(fā)電、熱電聯(lián)供機(jī)組及儲(chǔ)能裝置，既可以向本地負(fù)荷供電，也可以通過公共連接點(diǎn)與外部電網(wǎng)進(jìn)行功率交換。在進(jìn)行微電網(wǎng)日前調(diào)度時(shí)，蓄電池儲(chǔ)能可以調(diào)節(jié)機(jī)組的功率輸出以提高其運(yùn)行效率，還可以利用分時(shí)電價(jià)實(shí)現(xiàn)電價(jià)差收益，從而優(yōu)化系統(tǒng)整體運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
蓄電池儲(chǔ)能在運(yùn)行時(shí)不直接產(chǎn)生運(yùn)行費(fèi)用，但其每一次充放電都會(huì)損耗使用壽命，文獻(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)詳細(xì)分析了蓄電池充放電深度和充放電速率對(duì)其壽命的影響。文獻(xiàn)將蓄電池儲(chǔ)能壽命引入對(duì)其運(yùn)行的影響，對(duì)以儲(chǔ)能為主的獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)、光、柴和儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行中如何避免蓄電池儲(chǔ)能在低荷電狀態(tài)（SOC）下工作以及避免頻繁充放電進(jìn)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(duì)于聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的微電網(wǎng)系統(tǒng)，文獻(xiàn)]的研究表明由于對(duì)接口功率的限制以及電價(jià)的變化，使其更加難于在考慮壽命影響的同時(shí)優(yōu)化儲(chǔ)能的功率和容量分配策略。對(duì)于如何評(píng)估儲(chǔ)能壽命對(duì)微電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度的影響，目前的研究往往采用簡化的方式處理。
計(jì)及蓄電池儲(chǔ)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(gè)非線性的多階段動(dòng)態(tài)規(guī)劃問題，既不宜引入過于復(fù)雜的儲(chǔ)能模型，又需要能夠真實(shí)反映儲(chǔ)能壽命的影響，因此，對(duì)于建立適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能壽命模型尚需更為深入的研究。
在求解方面，文獻(xiàn)中采用了多步迭代粒子群（ParticleSwarmOptimization,PSO）優(yōu)化方法，使用了改進(jìn)遺傳算法，使用了主動(dòng)進(jìn)化規(guī)劃的方法，分別對(duì)含有蓄電池儲(chǔ)能的微電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度進(jìn)行了優(yōu)化，使用智能算法的優(yōu)點(diǎn)是可以精細(xì)建模，模型中可以包含不連續(xù)、非線性的約束，但其缺點(diǎn)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(dòng)態(tài)規(guī)劃方法對(duì)其實(shí)現(xiàn)削峰填谷的充放電策略進(jìn)行了優(yōu)化，而使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法對(duì)蓄電池參與調(diào)峰的容量與運(yùn)行策略同時(shí)進(jìn)行了優(yōu)化，動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法具有較快的計(jì)算速度和良好的收斂性。
綜上所述，針對(duì)現(xiàn)有研究在考慮蓄電池儲(chǔ)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(duì)其進(jìn)行了適當(dāng)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(biāo)函數(shù)中。針對(duì)蓄電池儲(chǔ)能約束條件時(shí)間上耦合的特點(diǎn)，文中將基于拉格朗日松弛和內(nèi)點(diǎn)法的動(dòng)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(yùn)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(chǔ)能每一次充放電損耗的數(shù)學(xué)模型，適當(dāng)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(biāo)函數(shù)中。針對(duì)蓄電池儲(chǔ)能約束條件時(shí)間上耦合的特點(diǎn)，文中將基于拉格朗日松弛和內(nèi)點(diǎn)法的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法應(yīng)用于模型求解。通過對(duì)算例的計(jì)算與分析，表明了本文所述方法對(duì)解決考慮蓄電池儲(chǔ)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。