1.一种退役动力电池群组的分层分组协同优化调度方法,其特征在于,包括以下步骤:
建立退役动力电池群组分层分组协同调度架构,其中,所述分层分组协同调度架构包括中央控制层、组间协同调度层和组内调度层;
在所述中央控制层建立分选成组系统,以将退役动力电池群组分选成组,得到多个退役动力电池组,以及获取微电网的运行参数,根据所述微电网的运行参数及退役动力电池组之间的性能差异制定各退役动力电池组调度计划;其中,所述分选成组系统包括数据中心、初分选模块、再分选模块和成组模块,其中,分选成组系统将退役动力电池群组分选成组包括:所述数据中心从所述退役动力电池群组获取各单体退役动力电池的容量、欧姆内阻和电压放电曲线,并将各单体退役动力电池的容量、欧姆内阻发送给所述初分选模块和所述成组模块,将各单体退役动力电池的电压放电曲线发送给所述再分选模块;所述初分选模块根据各单体退役动力电池的容量、欧姆内阻对所述退役动力电池群组进行初分选,得到多个电池分组;所述再分选模块根据各单体退役动力电池的电压放电曲线对所述多个电池分组中的每一个进行再分选,得到多个退役动力电池组;所述成组模块根据所述多个退役动力电池组中各单体退役动力电池的容量、欧姆内阻对所述多个退役动力电池组进行串并联成组;
所述组间协同调度层执行各退役动力电池组调度计划,以完成各退役动力电池组之间的功率调度,并制定各退役动力电池组的组内调度计划;
所述组内调度层执行各组内调度计划,以完成组内各单体退役动力电池的功率分配。
2.如权利要求1所述的退役动力电池群组的分层分组协同优化调度方法,其特征在于,所述微电网的运行参数包括所述微电网内各退役动力电池组性能、负荷、微网内电源和配电网电价数据,所述组间协同调度层由电池管理系统BMS组成。
3.如权利要求1所述的退役动力电池群组的分层分组协同优化调度方法,其特征在于,所述初分选模块根据各单体退役动力电池的容量、欧姆内阻对所述退役动力电池群组进行初分选,包括:所述初分选模块对各单体退役动力电池的容量和欧姆内阻进行标准化处理得到特征向量,通过K-means聚类算法对所述特征向量进行聚类,实现退役动力电池的初分选。
4.如权利要求1所述的退役动力电池群组的分层分组协同优化调度方法,其特征在于,所述再分选模块根据各单体退役动力电池的电压放电曲线对所述多个电池分组中的每一个进行再分选,包括:所述再分选模块根据各单体退役动力电池的电压放电曲线三阶段的特征选出DFBAHGE共7个特征点,提取各电池分组中最小电压放电曲线的DFBAH特征点作为各电池分组中所有单体退役动力电池的DFBAH特征点,提取各电池分组中各单体退役动力电池的电压放电曲线的G,E特征点作为各电池分组中各单体退役动力电池的G,E特征点,对从各电池分组中提取出的特征点分别进行标准化处理得到与多个电池分组对应的多个向量组,通过K-means聚类算法分别对所述多个向量组进行聚类,实现对退役动力电池组的再分选,其中,所述7个特征点分别对应放电时间起点、放电时间的3%、10%、50%、90%、97%和放电时间终点及其对应的电压值。
5.如权利要求1所述的退役动力电池群组的分层分组协同优化调度方法,其特征在于,根据所述微电网的运行参数制定各退役动力电池组调度计划,包括:以微电网运行费用最小为目标,计及各退役动力电池组的不同损耗成本,建立多个具有性能差异的退役动力电池组参与微电网运行的经济调度优化模型,所述经济调度优化模型以各退役动力电池组的功率输出为决策变量。
6.如权利要求5所述的退役动力电池群组的分层分组协同优化调度方法,其特征在于,所述经济调度优化模型的目标函数为:其中,Fop,t为微电网的运行维护成本,Fgrid,t为微电网与配电网的交互效益,FE,t为环境治理成本,Fbat,s,t为所有退役动力电池组的损耗成本,T为调度周期。
7.如权利要求6所述的退役动力电池群组的分层分组协同优化调度方法,其特征在于,所述微电网的运行维护成本通过下式表示:其中,NG为柴油发电机的数量,PDE,i,t为t时刻柴油机i在未加入退役动力电池组时的输出功率,ai,0、ai,1、ai,2分别为柴油机i的耗量性能参数,Kr,i为柴油机i的运维系数;
所述微电网与配电网的交互效益通过下式表示:
Fgrid,t=xtpbuy,tPgrid,t-ytpsell,tPgrid,t
其中,xt+yt≤1,xt、yt为二进制数,xt取值为1或0,表示t时刻微电网处于购电状态或非购电状态,yt取值为1或0,表示t时刻微电网处于售电状态或非售电状态,pbuy,t、psell,t分别为t时刻的购电和售电价格,Pgrid,t为t时刻配电网与微电网之间的功率交互值;
所述环境治理成本通过下式表示:
其中,ξDE,j、ξgrid,j分别为柴油发电机和配电网的排放系数,J为污染物的数量,VE,j、ζj分别为污染物的环境价值和罚款系数;
所述所有退役动力电池组损耗成本通过下式表示:
Fbat,s,t=Fbat,de,t+Fbat,e,t,
其中,Fbat,de,t为所有退役动力电池组的退化成本,Fbat,e,t为所有退役动力电池组的效率损失成本。
8.如权利要求7所述的退役动力电池群组的分层分组协同优化调度方法,其特征在于,所述所有退役动力电池组的退化成本通过下式表示:其中,Li为退役动力电池组i释放单位电量退化成本系数,Nbat,p为退役动力电池组的数量,Pi,t,bat为t时刻退役动力电池组i的输出功率,Δt为调度的时间间隔,Qi,tol为退役动力电池组i的总可放电容量,pi,bat为退役动力电池组的购买成本,pnew为新动力电池的单位电量的购置成本,p2为退役动力电池组重组成本,nnew、nsec为新动力电池的可循环次数和退役动力电池的可循环次数,Qsec为所有退役动力电池组的电量;
所有退役动力电池组的效率损失成本通过下式表示:
其中,ui,t取值1或0,分别表示t时刻退役动力电池组i处于放电状态或非放电状态,vi,t取值为0或1,分别表示t时刻退役动力电池组i处于非充电状态或充电状态,ηi,bat表示电池组i的效率,Eloss,i,t为所有退役动力电池组损失电量。
9.如权利要求8所述的退役动力电池群组的分层分组协同优化调度方法,其特征在于,所述组内调度层执行各组内调度计划时,退役动力电池组内单体退役动力电池的功率输出为:其中,Ni,bat为退役动力电池组i中单体退役动力电池数量,Pi,k,t,bat为退役动力电池组i中单体退役动力电池k的功率输出,ti,k、ti,j为退役动力电池组i中单体退役动力电池k和j的放电时间, 表示单体退役动力电池k的放电时间占其所在退役动力电池组总放电时间的比例。