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式中, S 为 BESS 容量; λ 为保证蓄电池不过放电的可靠性系数; η 为保证蓄电池不过充电的可靠性系数; PCmax 和 PDmax 分别为 BESS 最大充放电功率,在计算 BESS 充放电电量时,需要考虑 BESS 实际最大充放电能力。
通过以上约束条件,不仅可以保证 BESS 充放电量的均衡,同时可以保证充放电量均在 BESS 容量范围之内。
由于对负荷 PT 的控制目标为一个区间, 所以在实际运行中, BESS 系统不会频繁在充放电状态之间切换。全天充电时段和放电时段分别集中在某个大的时间区间,基本可以认为负荷曲线由波谷段和波峰段组成(以图 3 为例,负荷曲线在白天有两个高峰,且中间没有波谷,这两个连续波峰组成了一个波峰段)。因此,对连续时段的充放电量进行考虑后,可以不具体考虑 BESS 上一时段电量状态对下一时段充放电的限制。
对 Pd1 和 Pd2 的求取同样采取迭代的方式。 如图3 所示负荷曲线,通过上述迭代算法,可以求出边际负荷值 Pd。以 Pd 为中心,令 Pd1=Pd+ΔP, Pd2=Pd−ΔP,作为 Pd1 和 Pd2 的初值进行迭代。
首先校验 Pd1 和 Pd2 的取值是否可以保证充放电量均在 BESS 容量范围之内,即是否满足
式中, S1k 为每个放电时间段的放电量, m 为全天BESS 放电时段数量; S2k 为每个充电时间段的充电量, n 为全天 BESS 充电时段数量。若式( 5)不满足,则说明放电量大于 BESS 容量,即设定的放电边际负荷 Pd1 太小,需要增大 Pd1,令Pd1=Pd1+ΔP;同样,若式( 6)不满足,则说明设定的充电边际负荷 Pd2 太大,令 Pd2=Pd2−ΔP,重新进行迭代校验。
直到满足式( 5)、式( 6),取此时的 Pd1 和 Pd2 值作为初值进行下一轮校验。
第二轮校验以 BESS 充放电量均衡为目标,与上节中求取 Pd 的思路类似。取上一轮迭代得到的值Pd1 和 Pd2,令
当 Temp <ε 时,则认为迭代完成,当前 Pd1 和Pd2 的值即为所求的边际负荷值;当 Temp >ε 时,若 Temp>0 则说明充电量大于放电量,在 BESS 容量约束下,只能选择减小充电量,即将 Pd2 的值减小,令 P P P d 2 d 2 = − Δ ′ , Pd1 保持不变,重新进行迭代校验;反之,若 Temp<0,则令 P P P d1 d1 = − Δ ′ , Pd2 保持不变,重新进行迭代校验,直到满足 Temp <ε 。第二轮迭代变量 ΔP′ 的取值应该相对较小,以使迭代计算更加精确。
以上迭代计算的流程图如图 4 所示,迭代计算的两个阶段用虚线隔开。
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