一种利用多类型储能系统跟踪发电计划出力的控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种利用多类型储能系统跟踪发电计划出力的控制方法，该方法包括：(1)获取当前时刻发电实际数据、发电日前预测功率以及当前多类型储能系统的荷电状态值；(2)基于荷电状态区间和发电功率预测特征值，确定当前时刻计算储能系统的总目标功率值；(3)计算当前时刻能量型储能系统和功率型储能系统各自的初始目标功率值；(4)基于模糊控制规则，对能量型储能系统和功率型储能系统的初始目标功率值进行优化，得出能量型储能系统和功率型储能系统的目标功率值。本发明专利技术通过将储能系统总功率需求在各类型储能系统之间进行优化分配，实现了满足多类型储能系统能量优化管理的同时，提高了跟踪发电计划出力能力的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种利用多类型储能系统跟踪发电计划出力的控制方法
本专利技术涉及一种控制方法，具体涉及一种利用多类型储能系统跟踪发电计划出力的控制方法。
技术介绍
近些年来，风电、光伏等新能源发电发展迅速，但风电、光伏固有的随机性和波动性使得其大规模并网可能危及电网运行的安全稳定。跟踪计划出力是指发电设备能够很好的依照事先制订的计划曲线发电，风电、光伏等新能源发电的实际功率与计划出力常常存在误差较大的情况，随着储能技术的不断发展以及成本的逐渐降低，利用储能参与跟踪发电计划出力，实时补偿发电实际功率与计划功率之间的差值，降低两者间的误差，逐渐成为一种可行方案。储能电池属于能量型储能器件，普遍具有循环寿命短、功率密度低、能量密度高的特点，从而限制了电池储能系统在发电波动剧烈场合的应用。超级电容器、钛酸锂电池作为典型的功率型储能器件，具有响应速度快、功率密度大、能量密度低、循环寿命长的特点，但是由于功率型储能器件的能量密度小，使得单纯用功率型储能系统放电的持续时间短。单纯使用功率型或能量型储能系统，有时不能充分发挥如上所述的各自储能系统的特点和优势，因此提供一种利用多类型储能系统跟踪发电计划出力的控制方法显得尤为重要。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种利用多类型储能系统跟踪发电计划出力的控制方法，本专利技术利用多类型储能系统的互补优势，综合考虑预测功率、跟踪计划偏差、发电状态、不同类型储能系统特性与荷电状态、以及模糊控制优化方法，通过将储能系统总功率需求在各类型储能系统之间进行优化分配，弥补了单一电池储能循环充放电次数多导致寿命短的缺点，实现了满足多类型储能系统能量优化管理的同时，提高了跟踪发电计划出力能力的目的。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：一种利用多类型储能系统跟踪发电计划出力的控制方法，所述方法包括以下步骤：(1)获取当前时刻发电实际数据、发电日前预测功率以及当前多类型储能系统的荷电状态值；(2)基于荷电状态区间和发电功率预测特征值，确定当前时刻计算储能系统的总目标功率值；(3)计算当前时刻能量型储能系统和功率型储能系统各自的初始目标功率值；(4)基于模糊控制规则，对能量型储能系统和功率型储能系统的初始目标功率值进行优化，得出能量型储能系统和功率型储能系统的目标功率值。本专利技术提供的优选技术方案中，所述步骤(2)包括如下步骤：E、基于所述当前时刻发电实际数据和所述发电日前预测功率确定当前的发电状态；设置五个发电功率预测特征值，包括：发电功率预测上限特征值Pfb(t)、当前发电功率预测值Pf(t)、发电功率预测下限特征值Pfs(t)以及特征值b1和b2；且满足Pfs(t)<b2<Pf(t)<b1<Pfb(t)；上述五个发电功率预测特征值将(0,∞)划分为六个区间，每个区间对应一种发电状态，分别命名为发电状态A、B、C、D、E、F；F、基于所述当前多类型储能系统的荷电状态值确定当前的荷电状态区间；设置六个控制系数SOClow、a1、a2、a3、a4和SOChigh，且满足SOClow＜a1＜a2＜a3＜a4＜SOChigh，根据六个控制系数将储能系统的当前荷电状态值SOC在[0,100]之间依次划分为七个区间，分别命名为区间Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ；G、基于当前时刻发电状态以及荷电状态区间，根据储能系统总目标功率的计算规则，确定储能系统总的目标功率值；H、对储能系统总的目标功率值进行修正，当目标功率值大于储能系统最大出力值时，需要对功率值进行修正，具体规则如下：储能系统出力目标值Pbess(t)为充电功率值时：若时，设置储能系统出力目标值其中为最大充电功率；储能系统出力目标值Pbess(i)为放电功率值时：若时，设置储能系统出力目标值其中为最大放电功率。本专利技术提供的第二优选技术方案中，所述储能系统总目标功率的计算规则如下：Pw(t)为t时刻的发电实际功率值，c1表示处于Pf(t)与Pfb(t)之间的功率数值，c2表示处于Pf(t)与Pfs(t)之间的功率数值，当发电状态为A时：SOC处于区间I，储能系统总目标功率为0；SOC处于区间II、III、IV、V、VI、VII，储能系统系统总目标功率为Pfs(t)-Pw(t)；当发电状态为B时：SOC处于区间I、II、III，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-Pfs(t))，SOC处于区间IV，储能系统总目标功率为0，SOC处于区间V，储能系统总目标功率为c2-Pw(t)，SOC处于区间VI、VII，储能系统总目标功率为Pfb(t)-Pw(t)；当发电状态为C时：SOC处于区间I、II，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-Pfs(t))，SOC处于区间III，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-c2)，SOC处于区间IV，储能系统总目标功率为0，SOC处于区间V，储能系统总目标功率为Pf(t)-Pw(t)，SOC处于区间VI、VII，储能系统总目标功率为Pfb(t)-Pw(t)；当发电状态为D时：SOC处于区间I、II，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-Pfs(t))，SOC处于区间III，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-Pf(t))，SOC处于区间IV，储能系统总目标功率为0，SOC处于区间V，储能系统总目标功率为c1-Pw(t)，SOC处于区间VI、VII，储能系统总目标功率为Pfb(t)-Pw(t)；当发电状态为E时：SOC处于区间I、II，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-Pfs(t))，SOC处于区间III，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-c1)，SOC处于区间IV，储能系统总目标功率为0，SOC处于区间V、VI、VII，储能系统总目标功率为Pfb(t)-Pw(t)；当发电状态为F时：SOC处于区间I、II，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-Pfs(t))，SOC处于区间III，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-Pf(t))，SOC处于区间IV、V、VI，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-Pfb(t))，SOC处于区间VII，储能系统总目标功率为0。本专利技术提供的第三优选技术方案中，所述步骤(3)中初始目标功率值的计算方法包括步骤如下：A、当目标功率相对较小时，由功率型储能系统来承担储能系统的总目标功率；B、当目标功率超出功率型储能系统的出力范围，由能量型储能系统来承担储能系统的总目标功率；若能量型储能系统出力仍旧不能满足储能系统的总目标功率的需求，则能量型储能系统不能满足的超出部分由功率型储能系统承担。本专利技术提供的第四优选技术方案中，所述步骤(4)包括如下步骤：D、基于模糊控制器中的输入量SOCSC(t-1)和ΔSOCSC(t)，确定输出量KSC(t)，其中SOCSC(t-1)为t-1时刻结束后功率型储能系统的荷电状态值，ΔSOCSC(t)为t时刻功率型储能系统荷电状态变化量的理论值，KSC(t)为t时刻功率型储能系统出力值的调节系数；E、得出功率型储能系统和能量型储能系统的总目标功率值，PSC-ref(t)＝KSC(t)*PSC-ini(t)式中，PSC-ref(t)t时刻功率型储能系统的参考功率,PSC-ini(t)为功率型储能系统的初始目标功率值；PB-ref(t)＝P储能总(t本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用多类型储能系统跟踪发电计划出力的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)获取当前时刻发电实际数据、发电日前预测功率以及当前多类型储能系统的荷电状态值；(2)基于荷电状态区间和发电功率预测特征值，确定当前时刻计算储能系统的总目标功率值；(3)计算当前时刻能量型储能系统和功率型储能系统各自的初始目标功率值；(4)基于模糊控制规则，对能量型储能系统和功率型储能系统的初始目标功率值进行优化，得出能量型储能系统和功率型储能系统的目标功率值。

【技术特征摘要】
1.一种利用多类型储能系统跟踪发电计划出力的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)获取当前时刻发电实际数据、发电日前预测功率以及当前多类型储能系统的荷电状态值；(2)基于荷电状态区间和发电功率预测特征值，确定当前时刻计算储能系统的总目标功率值；(3)计算当前时刻能量型储能系统和功率型储能系统各自的初始目标功率值；(4)基于模糊控制规则，对能量型储能系统和功率型储能系统的初始目标功率值进行优化，得出能量型储能系统和功率型储能系统的目标功率值；所述步骤(3)中初始目标功率值的计算方法包括步骤如下：A、当目标功率相对较小时，由功率型储能系统来承担储能系统的总目标功率；B、当目标功率超出功率型储能系统的出力范围，由能量型储能系统来承担储能系统的总目标功率；若能量型储能系统出力仍旧不能满足储能系统的总目标功率的需求，则能量型储能系统不能满足的超出部分由功率型储能系统承担。2.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于：所述步骤(2)包括如下步骤：A、基于所述当前时刻发电实际数据和所述发电日前预测功率确定当前的发电状态；设置五个发电功率预测特征值，包括：发电功率预测上限特征值Pfb(t)、当前发电功率预测值Pf(t)、发电功率预测下限特征值Pfs(t)以及特征值b1和b2；且满足Pfs(t)<b2<Pf(t)<b1<Pfb(t)；上述五个发电功率预测特征值将(0,∞)划分为六个区间，每个区间对应一种发电状态，分别命名为发电状态A、B、C、D、E、F；B、基于所述当前多类型储能系统的荷电状态值确定当前的荷电状态区间；设置六个控制系数SOClow、a1、a2、a3、a4和SOChigh，且满足SOClow＜a1＜a2＜a3＜a4＜SOChigh，根据六个控制系数将储能系统的当前荷电状态值SOC在[0,100]之间依次划分为七个区间，分别命名为区间Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ；C、基于当前时刻发电状态以及荷电状态区间，根据储能系统总目标功率的计算规则，确定储能系统总的目标功率值；D、对储能系统总的目标功率值进行修正，当目标功率值大于储能系统最大出力值时，需要对功率值进行修正，具体规则如下：储能系统出力目标值Pbess(t)为充电功率值时：若时，设置储能系统出力目标值其中为最大充电功率；储能系统出力目标值Pbess(t)为放电功率值时：若时，设置储能系统出力目标值其中为最大放电功率。3.根据权利要求2所述控制方法，其特征在于，所述储能系统总目标功率的计算规则如下：Pw(t)为t时刻的发电实际功率值，c1表示处于Pf(t)与Pfb(t)之间的功率数值，c2表示处于Pf(t)与Pfs(t)之间的功率数值，当发电状态为A时：SOC处于区间I，储能系统总目标功率为0；SOC处于区间II、III、IV、V、VI、VII，储能系统系统总目标功率为Pfs(t)-Pw(t)；当发电状态为B时：SOC处于区间I、II、III，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-Pfs(t))，SOC处于区间IV，储能系统总目标功率为0，SOC处于区间V，储能系统总目标功率为c2-Pw(t)，SOC处于区间VI、VII，储能系统总目标功率为Pfb(t)-Pw(t)；当发电状态为C时：SOC处于区间I、II，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-Pfs(t))，SOC处于区间III，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-c2)，SOC处于区间IV，储能系统总目标功率为0，SOC处于区间V，储能系统总目标功率为Pf(t)-Pw(t)，SOC处于区间VI、VII，储能系统总目标功率为Pfb(t)-Pw(t)；当发电状态为D时：SOC处于区间I、II，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-Pfs(t))，SOC处于区间III，储能系统总目标功率为-(Pw(t)-Pf(t))，SOC处于区间IV，储能系统总目标功率为0，SOC处于区间V，储能系统总目标功率为c1-Pw(t)，SOC处于区间VI、VII，储能系统总目标功率为Pfb(t)-Pw(t)；当发电状...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠东，李相俊，闫鹤鸣，王立业，麻秀范，贾学翠，郭光朝，张亮，胡娟，汪奂伶，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11