一种混合储能系统功率互补控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种混合储能系统功率互补控制方法及系统，包括：根据电网的补偿量状态，确定所述电网的运行阶段；根据混合储能系统中各储能系统的补偿顺序、所述电网的补偿量大小进行判断，如果第一优先级的储能系统的荷电状态能满足所述电网的补偿量，则第一优先级的储能系统根据所述电网的运行阶段进行充/放电，否则在所述第一优先级的储能系统充/放电结束后，由第二优先级的储能系统进行补充充/放电。本发明专利技术利用储能及超级电容自身互补优势，优化调节蓄电池和超级电容的充放电时序及功率，有效快速平抑并网功率波动，并降低对储能的损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种混合储能系统功率互补控制方法及系统
本专利技术涉及混合储能系统控制与优化
，具体涉及一种混合储能系统功率互补控制方法及系统。
技术介绍
目前，光伏和风力等发电技术是较为成熟的可再生能源利用技术，但可再生能源易受到地理分布、季节变换、昼夜更替和天气的影响，具有分布式、随机性和间歇性等固有特点，产生的电能不集中、输出功率波动较大，其简单地直接并网运行会给电网的稳定和安全带来极大的威胁，因此，平抑并网波动已成为热点研究领域。通常将超级电容器通过一定的方式与储能电池混合优化使用，可以使储能装置具有很好的负载适应能力，来提高电池的寿命。在功率优化分配方面，大量学者基于模糊控制、复杂滤波或模型预测控制等方法研究功率优化的分配策略，但是复杂的控制策略降低了系统的实时性，造成跟踪波动失败。因此，需要一种控制技术来克服现有技术的不足。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种混合储能系统的功率互补控制方法及系统。一种混合储能系统的功率互补控制方法，包括：根据电网的补偿量状态，确定所述电网的运行阶段；根据混合储能系统中各储能系统的补偿顺序、所述电网的补偿量大小进行判断，如果第一优先级的储能系统的荷电状态能满足所述电网的补偿量，则所述第一优先级的储能系统根据所述电网的运行阶段进行充/放电，否则在所述第一优先级的储能系统充/放电结束后，由第二优先级的储能系统进行补充充/放电。所述根据混合储能系统的补偿顺序、所述电网的补偿量大小进行判断，如果第一优先级的储能系统的荷电状态能满足所述电网的补偿量，则所述第一优先级的储能系统根据所述电网的运行阶段进行充/放电，否则在所述第一优先级的储能系统充/放电结束后，由第二优先级的储能系统进行补充充/放电包括：判断第一优先级的储能系统的荷电状态和第一优先级的储能系统的充/放电量；所述第一优先级的储能系统的充/放电量由比例系数K确定；所述比例系数K满足：其中，常数A的取值为0或1，常数B取值在30～50之间，SOC为荷电状态；当所述第一优先级的储能系统的荷电状态在0.3≤SOC≤0.9时，能满足所述电网的补偿量，根据所述电网需要的补偿量充/放电；当所述第一优先级的储能系统的荷电状态在SOCmin～0.3和0.9～1时，不能满足所述电网的补偿量，在所述第一优先级的储能系统充/放电结束后，由所述第二优先级的储能系统进行补充充/放电，所述第一优先级的储能系统充/放电量的系数为K，由上式计算得到；SOCmin根据所述电网的直流母线电压最小值设定，所述第一优先级的储能系统和所述第二优先级的储能系统的荷电状态可运行范围在SOCmin～1之间。所述第一优先级的储能系统和所述第二优先级的储能系统还包括：限制所述荷电状态的死区,所述死区的荷电状态范围在0～SOCmin之间。所述混合储能系统至少包括：优先级控制开关、功率自平衡开关、功率型储能系统和能量型储能系统；所述优先级控制开关包括：控制所述功率型储能系统优先级的第一优先级控制开关(S1)和控制能量型储能系统优先级的第二优先级控制开关(S2)；所述由优先级控制开关确定储能系统的补偿顺序包括：若选择功率型储能系统优先补偿，则闭合第一优先级控制开关(S1)、断开第二优先级控制开关(S2)；若选择能量型储能系统优先补偿，则断开第一优先级控制开关(S1)、闭合第二优先级控制开关(S2)；所述功率自平衡开关包括：控制功率型储能系统功率补偿的第一功率自平衡开关(S3)及控制能量型储能系统功率补偿的第二功率自平衡开关(S4)：根据所述第一优先级的储能系统是否能满足所述电网的补偿量以及所述第一优先级的储能系统的荷电状态所在区域，动作第一功率自平衡开关(S3)及第二功率自平衡开关(S4)的开关状态。所述电网的运行阶段包括：平稳运行阶段和平抑波动阶段；若所述电网的补偿量为0，则所述电网处于所述平稳运行阶段；若所述电网的补偿量不为0，则所述电网处于所述平抑波动阶段。所述功率型储能系统为第一优先级的储能系统，动作第一功率自平衡开关(S3)及第二功率自平衡开关(S4)的开关状态，包括：在所述平抑波动阶段，当所述功率型储能系统的荷电状态处于0.3≤SOC≤0.9时，断开所述第一功率自平衡开关(S3)，所述功率型储能系统根据所述补偿量充放电，当所述功率型储能系统的荷电状态处于SOCmin～0.3和0.9～1时，闭合所述第一功率自平衡开关(S3)，若所述能量型储能系统的荷电状态处于0.3≤SOC≤0.9，则断开第二功率自平衡开关(S4)，所述能量型储能系统补偿剩余的补偿量，若所述能量型储能系统的荷电状态处于SOCmin～0.3和0.9～1，则闭合第二功率自平衡开关(S4)，所述电网补偿剩余的补偿量；在平稳运行阶段，闭合所述第一功率自平衡开关(S3)，所述功率型储能系统恢复充放电，当所述能量型储能系统的荷电状态处于SOCmin～0.3和0.9～1时，闭合所述第二功率自平衡开关(S4)，所述电网进行能量补偿。一种混合储能系统的功率互补控制系统，包括：电网运行阶段确定模块，用于根据电网的补偿量状态，确定所述电网的运行阶段；判断模块，用于根据混合储能系统的补偿顺序和所述电网的补偿量大小进行判断，当第一优先级的储能系统的荷电剩余量能满足电网的补偿量，则所述混合储能系统中第一优先级的储能系统根据所述电网的运行阶段进行充/放电，否则在所述第一优先级的储能系统充/放电结束后，由第二优先级的储能系统进行补充充/放电。所述补偿顺序确定模块，包括：多状态开关控制模块；所述多状态开关控制模块包括至少两个优先级控制开关和两个功率自平衡开关；所述混合储能系统包括：功率型储能系统和能量型储能系统；两个所述优先级控制开关分别与所述功率型储能系统和所述能量型储能系统连接，控制所述储能系统的补偿顺序；两个所述功率自平衡开关分别与所述功率型储能系统和所述能量型储能系统连接，控制所述储能系统的功率补偿大小。两个所述优先级控制开关分别为：控制功率型储能系统优先级的第一优先级控制开关(S1)和控制能量型储能系统优先级的第二优先级控制开关(S2)；两个所述功率自平衡开关分别为：控制功率型储能系统功率补偿的第一功率自平衡开关(S3)及控制能量型储能系统功率补偿的第二功率自平衡开关(S4)，所述两个功率自平衡开关根据储能系统的荷电状态是否能满足所述电网的补偿量动作。所述混合储能系统还包括：比例系数控制单元，包括限制荷电补偿量的比例系数K，其满足：其中，常数A的取值为0或1，常数B取值在30～50之间，SOC为荷电状态；当所述第一优先级的储能系统的荷电状态在0.3≤SOC≤0.9时，能满足所述电网的补偿量，根据所述电网需要的补偿量充/放电；当所述第一优先级的储能系统的荷电状态在SOCmin～0.3和0.9～1时，不能满足所述电网的补偿量，在所述优先级高的储能系统充/放电结束后，由所述第二优先级的储能系统进行补充充/放电，所述第一优先级的储能系统充/放电量的系数为K，由上式计算得到；SOCmin根据所述电网的直流母线电压最小值设定，所述储能系统的荷电状态可运行范围在SOCmin～1之间。所述功率型储能系统包括超级电容模块，所述能量型储能系统包括蓄电池模块；所述超级电容模块包括：超级电容控制器；所述蓄电池模块包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合储能系统的功率互补控制方法，其特征在于，包括：根据电网的补偿量状态，确定所述电网的运行阶段；根据混合储能系统中各储能系统的补偿顺序、所述电网的补偿量大小进行判断，如果第一优先级的储能系统的荷电状态能满足所述电网的补偿量，则所述第一优先级的储能系统根据所述电网的运行阶段进行充/放电，否则在所述第一优先级的储能系统充/放电结束后，由第二优先级的储能系统进行补充充/放电。

【技术特征摘要】
1.一种混合储能系统的功率互补控制方法，其特征在于，包括：根据电网的补偿量状态，确定所述电网的运行阶段；根据混合储能系统中各储能系统的补偿顺序、所述电网的补偿量大小进行判断，如果第一优先级的储能系统的荷电状态能满足所述电网的补偿量，则所述第一优先级的储能系统根据所述电网的运行阶段进行充/放电，否则在所述第一优先级的储能系统充/放电结束后，由第二优先级的储能系统进行补充充/放电。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据混合储能系统的补偿顺序、所述电网的补偿量大小进行判断，如果第一优先级的储能系统的荷电状态能满足所述电网的补偿量，则所述第一优先级的储能系统根据所述电网的运行阶段进行充/放电，否则在所述第一优先级的储能系统充/放电结束后，由第二优先级的储能系统进行补充充/放电包括：判断第一优先级的储能系统的荷电状态和第一优先级的储能系统的充/放电量；所述第一优先级的储能系统的充/放电量由比例系数K确定；所述比例系数K满足：其中，常数A的取值为0或1，常数B取值在30～50之间，SOC为荷电状态；当所述第一优先级的储能系统的荷电状态在0.3≤SOC≤0.9时，能满足所述电网的补偿量，根据所述电网需要的补偿量充/放电；当所述第一优先级的储能系统的荷电状态在SOCmin～0.3和0.9～1时，不能满足所述电网的补偿量，在所述第一优先级的储能系统充/放电结束后，由所述第二优先级的储能系统进行补充充/放电，所述第一优先级的储能系统充/放电量的系数为K，由上式计算得到；SOCmin根据所述电网的直流母线电压最小值设定，所述第一优先级的储能系统和所述第二优先级的储能系统的荷电状态可运行范围在SOCmin～1之间。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一优先级的储能系统和所述第二优先级的储能系统还包括：限制所述荷电状态的死区,所述死区的荷电状态范围在0～SOCmin之间。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述混合储能系统至少包括：优先级控制开关、功率自平衡开关、功率型储能系统和能量型储能系统；所述优先级控制开关包括：控制所述功率型储能系统优先级的第一优先级控制开关(S1)和控制能量型储能系统优先级的第二优先级控制开关(S2)；所述由优先级控制开关确定储能系统的补偿顺序包括：若选择功率型储能系统优先补偿，则闭合第一优先级控制开关(S1)、断开第二优先级控制开关(S2)；若选择能量型储能系统优先补偿，则断开第一优先级控制开关(S1)、闭合第二优先级控制开关(S2)；所述功率自平衡开关包括：控制功率型储能系统功率补偿的第一功率自平衡开关(S3)及控制能量型储能系统功率补偿的第二功率自平衡开关(S4)：根据所述第一优先级的储能系统是否能满足所述电网的补偿量以及所述第一优先级的储能系统的荷电状态所在区域，动作第一功率自平衡开关(S3)及第二功率自平衡开关(S4)的开关状态。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电网的运行阶段包括：平稳运行阶段和平抑波动阶段；若所述电网的补偿量为0，则所述电网处于所述平稳运行阶段；若所述电网的补偿量不为0，则所述电网处于所述平抑波动阶段。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述功率型储能系统为第一优先级的储能系统，动作第一功率自平衡开关(S3)及第二功率自平衡开关(S4)的开关状态，包括：在所述平抑波动阶段，当所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鸣，盛万兴，刘海涛，季宇，李洋，寇凌峰，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11