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基于Markov决策过程的电池储能一次调频能量管理策略

论文摘要

一次调频市场机制下的电池储能系统能量管理,需要在维持应对频率波动双向调节能力的基础上权衡运行成本和调频收益,以追求电池生命周期内的经济效益最大化。揭示了能量管理序贯决策本质上属于受控Markov过程,据此,通过频率响应需求动态转移的连续时间Markov链描述,以及基于生命周期吞吐量角度的储能电池容量动态衰退刻画,建立了以电池生命周期内经济效益期望值最大化为目标的Markov决策模型。针对运用标准迭代算法求解上述模型所面临的"维数灾"问题,提出了具有状态空间分解及后继状态辨识特征的降维并行值迭代(DRPVI)算法。算例结果表明:所得动态阈值结构能量管理策略可以显著提升储能经济效益,DRPVI算法能够有效缩减冗余计算,改善求解效率。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 问题剖析
  •   1.1 BESS参与PFC运行控制结构
  •   1.2 PFC辅助服务机制
  •   1.3 BESS参与PFC能量管理决策过程
  • 2 模型构建
  •   2.1 状态转移模型
  •     2.1.1 频率响应需求模型
  •     2.1.2 动态BESS模型
  •       1)容量衰退模型
  •       2)剩余电量模型
  •   2.2 Markov决策模型
  •     2.2.1 状态变量
  •     2.2.2 决策变量
  •     2.2.3 状态转移概率
  •       1)频率响应需求状态转移满足二阶Markov链
  •       2)储能电池剩余电量的状态转移
  •       3)储能电池有效容量的状态转移
  •     2.2.4 阶段收益函数
  •       1)PFC服务收益
  •       2)购售电成本
  •       3)惩罚成本
  •       4)容量衰退成本
  •     2.2.5 值函数
  • 3 模型求解
  •   3.1 模型分析
  •   3.2 求解算法
  • 4 算例分析
  •   4.1 参数设置及数据预处理
  •   4.2 基于MDP的能量管理策略
  •   4.3 不同策略下的BESS技术经济效益分析
  •   4.4 算法计算效率分析
  • 5 结语

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 温可瑞,李卫东,张明泽,王振南,吴港

    关键词: 一次调频,电池储能系统,能量管理策略,决策过程,辅助服务

    来源: 电力系统自动化 2019年19期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

    专业: 电力工业

    单位: 大连理工大学电气工程学院,国网大连供电公司

    基金: 国家自然科学基金资助项目(51677018),国家电网公司科技项目(2018ZX-14)~~

    分类号: TM912

    页码: 77-89

    总页数: 13

    文件大小: 2253K

    下载量: 237

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/eff4213d1482b71efd1cbeb0.html