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摘要：随着人们对蓄电池的研究更加的深入，蓄电池储能技术已被视为电力系统运行过程“采-发-输-配-用-储”六大环节中的重要组成部分。而蓄电池用到配电网中可以延缓电网升级、降低网损成本以及实现“削峰填谷”。本文以蓄电池用在配电网中的经济性为目标函数，结合蓄电池充放电的电量约束，充放电功率约束等，利用粒子群算法来研究蓄电池的能量管理。通过本文的计算研究对蓄电池的价值进行精确的评估，实现蓄电池组的经济最优化。
关键词：蓄电池能量管理 粒子群算法 蓄电池价值评估
中图分类号：
0 引言
随着社会经济的高速发展，我国一些地区已经出现供电紧张，甚至对部分地区进行限电，这就是输电线路出现所谓的“卡脖子”现象，电力公司为了满足高峰负荷时的安全送电需求而不得不投入巨资进行电网扩容。现在随着对蓄电池更加深入的研究，为解决这个问题提出了更好的解决方案，在配电网侧变电站安装一个蓄电池组，在负荷低谷时进行电能储存在负荷高峰时放电，这就很好的解决了高峰时供电紧张这个问题。
在配电网中安装蓄电池后，如何控制蓄电池的充放电，怎样对蓄电池进行合理的能量管理，这是蓄电池储能的关键之所在。现在在国内对于蓄电池的能量管理方法主要有三个，第一，如文献一、二所述，设置容量值转换控制，当容量达到设定值时，则发信号改变充电电流的大小，既通过蓄电池剩余电量的测量来作为对蓄电池充放电控制的依据。第二，设定充电电流或电压转换控制点，当实际电流或电压达到设定值时，进行充电转换。第三，还有最常见也是最简单的能量管理策略就是预先设置好蓄电池各阶段的充电时间，有CPU控制转换时刻。时间控制比较简单，不能实时跟踪蓄电池状态的变化，很是粗略；电流或电压控制，由于并不能准确反映电池容量的变化，并且极化电压的存在，使得控制方法本身就存在很大的误差；容量监测方法控制电路较复杂，但是有较高的精确度。为了便于研究，本文采用时间控制，主要从经济性方面考虑来实现蓄电池组的充放电最佳配置。
1. 目标函数的创建
本文的目标函数为蓄电池组的年净收益，在配电网端安装蓄电池组会产生直接的经济效益或间接的经济效益。本文主要涵盖三个方面：（1）延缓配电网升级。（2）减小电网损耗，降低网损成本。（3）蓄电池低储高发套利。
1.1延缓配电网升级
当某个地区的配电网的线路出现过载时，以前采用的解决策略就是传统的线路扩容，但是配网扩容的成本很高，该成本不仅包括线路及变电站的新增设备的成本，还将包括土建，征地等附加成本，同时，线路走廊的状况以及线路实际距离的长度都很大地影响着改造工程的总成本。而蓄电池储能项目占地面积小，不需要大刀阔斧的进行改造。这样，我们就可以延缓配电网的升级，这就是一个间接的价值[2]。设 为蓄电池延缓配电网升级所产生的效益。
1.2降低网损成本
蓄电池储能实质就是在谷荷时充电，在峰荷时放电，以此来使负荷曲线变得平滑。在谷荷时蓄电池相当于一个负载，这样就会使电网的损耗增加；在峰荷时由于蓄电池提供一部分的电能，所以减下主干线路的电流，减下电网的损耗。由于网损是和电流的平方成正比，通过分析得出：在一定的蓄电池容量范围内，减小的网损要明显的大于增加的网损。而且在低谷时段的电价要小于高峰时段的电价，所以说蓄电池储能在降低网损成本方面能够带来一定的效益[3]。设 为降低网损成本带来的效益。
更新完每个粒子的速度和位置后，对种群中每个粒子的当前的目标解与其 中的目标值进行比较。如果当前的目标值更优，则用粒子的当前位置和目标值更新其 。比较种群中粒子的当前所有的 和gbest的目标值，若有 的性能优于gbest，则更新gbest.通过不断的更新迭代，当迭代次数很多时，结果就会很接近最优解[1]。
4. 结论
以蓄电池组的年净收益为目标函数，并根据蓄电池充放电的电量、功率等约束创建约束条件，结合罚函数法把约束条件加到目标函数中，就将问题转化为求无约束的极值问题，通过粒子群算法，可以得到蓄电池组在0到24每个小时段时充电还是放电，充电要充多少，放电要放多少，使蓄电池储能系统的年净收益最大，使其经济性最好。
参考文献
[1] 张利凤.粒子群优化算法及其应用[D].重庆：重庆大学，2012：3-17.
[2] 夏翔，雷金勇，甘德强.储能装置延缓配电网升级的探讨[J].电力科学与技术学报，2009， 24（3）：2-4.
[3] 颜志敏.智能电网中蓄电池储能的价值评估研究[D].上海：上海交通大学，2012：1-37.
关键词：蓄电池能量管理 粒子群算法 蓄电池价值评估
中图分类号：
0 引言
随着社会经济的高速发展，我国一些地区已经出现供电紧张，甚至对部分地区进行限电，这就是输电线路出现所谓的“卡脖子”现象，电力公司为了满足高峰负荷时的安全送电需求而不得不投入巨资进行电网扩容。现在随着对蓄电池更加深入的研究，为解决这个问题提出了更好的解决方案，在配电网侧变电站安装一个蓄电池组，在负荷低谷时进行电能储存在负荷高峰时放电，这就很好的解决了高峰时供电紧张这个问题。
在配电网中安装蓄电池后，如何控制蓄电池的充放电，怎样对蓄电池进行合理的能量管理，这是蓄电池储能的关键之所在。现在在国内对于蓄电池的能量管理方法主要有三个，第一，如文献一、二所述，设置容量值转换控制，当容量达到设定值时，则发信号改变充电电流的大小，既通过蓄电池剩余电量的测量来作为对蓄电池充放电控制的依据。第二，设定充电电流或电压转换控制点，当实际电流或电压达到设定值时，进行充电转换。第三，还有最常见也是最简单的能量管理策略就是预先设置好蓄电池各阶段的充电时间，有CPU控制转换时刻。时间控制比较简单，不能实时跟踪蓄电池状态的变化，很是粗略；电流或电压控制，由于并不能准确反映电池容量的变化，并且极化电压的存在，使得控制方法本身就存在很大的误差；容量监测方法控制电路较复杂，但是有较高的精确度。为了便于研究，本文采用时间控制，主要从经济性方面考虑来实现蓄电池组的充放电最佳配置。
1. 目标函数的创建
本文的目标函数为蓄电池组的年净收益，在配电网端安装蓄电池组会产生直接的经济效益或间接的经济效益。本文主要涵盖三个方面：（1）延缓配电网升级。（2）减小电网损耗，降低网损成本。（3）蓄电池低储高发套利。
1.1延缓配电网升级
当某个地区的配电网的线路出现过载时，以前采用的解决策略就是传统的线路扩容，但是配网扩容的成本很高，该成本不仅包括线路及变电站的新增设备的成本，还将包括土建，征地等附加成本，同时，线路走廊的状况以及线路实际距离的长度都很大地影响着改造工程的总成本。而蓄电池储能项目占地面积小，不需要大刀阔斧的进行改造。这样，我们就可以延缓配电网的升级，这就是一个间接的价值[2]。设 为蓄电池延缓配电网升级所产生的效益。
1.2降低网损成本
蓄电池储能实质就是在谷荷时充电，在峰荷时放电，以此来使负荷曲线变得平滑。在谷荷时蓄电池相当于一个负载，这样就会使电网的损耗增加；在峰荷时由于蓄电池提供一部分的电能，所以减下主干线路的电流，减下电网的损耗。由于网损是和电流的平方成正比，通过分析得出：在一定的蓄电池容量范围内，减小的网损要明显的大于增加的网损。而且在低谷时段的电价要小于高峰时段的电价，所以说蓄电池储能在降低网损成本方面能够带来一定的效益[3]。设 为降低网损成本带来的效益。
更新完每个粒子的速度和位置后，对种群中每个粒子的当前的目标解与其 中的目标值进行比较。如果当前的目标值更优，则用粒子的当前位置和目标值更新其 。比较种群中粒子的当前所有的 和gbest的目标值，若有 的性能优于gbest，则更新gbest.通过不断的更新迭代，当迭代次数很多时，结果就会很接近最优解[1]。
4. 结论
以蓄电池组的年净收益为目标函数，并根据蓄电池充放电的电量、功率等约束创建约束条件，结合罚函数法把约束条件加到目标函数中，就将问题转化为求无约束的极值问题，通过粒子群算法，可以得到蓄电池组在0到24每个小时段时充电还是放电，充电要充多少，放电要放多少，使蓄电池储能系统的年净收益最大，使其经济性最好。
参考文献
[1] 张利凤.粒子群优化算法及其应用[D].重庆：重庆大学，2012：3-17.
[2] 夏翔，雷金勇，甘德强.储能装置延缓配电网升级的探讨[J].电力科学与技术学报，2009， 24（3）：2-4.
[3] 颜志敏.智能电网中蓄电池储能的价值评估研究[D].上海：上海交通大学，2012：1-37.