一种集中式储能电站的双层功率协调分配方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种集中式储能电站的双层功率协调分配方法、装置、设备及介质，该方法包括对集中式储能电站内部的所有电池单元按照当前荷电状态的大小进行降序排列后，确定放电组、备用组和充电组；从预设的功率分配映射表中，获取与当前的调频功率对应的功率分配方案，并执行所述功率分配方案；其中，所述功率分配映射表为所述充电组、所述备用组和所述放电组各自的实际功率，与所述充电组、所述备用组和所述放电组各自的最大充/放电功率，以及所述调频功率的对照表。本发明专利技术能够减少电池单元整体的动作次数，进而减少寿命损耗，提高了集中式储能电站参与二次调频的运行性能。中式储能电站参与二次调频的运行性能。中式储能电站参与二次调频的运行性能。

【技术实现步骤摘要】
一种集中式储能电站的双层功率协调分配方法及装置


[0001]本专利技术属于储能电站的储能
，具体涉及一种集中式储能电站的双层功率协调分配方法及装置。

技术介绍

[0002]风电、光伏等可再生能源大规模并网，其间歇性与不确定性的出力特性给电力系统的频率调节带来了极大的压力。传统火电机组参与调频时深受响应时间长、调节速率慢、调节精度差等限制，使得当前电网快速调频资源十分缺乏。而电池储能系统(battery energy storage system，BESS)由于具备快速充放电的特性，因而可以作为理想的电网快速调频资源。采用集中式储能电站参与电网二次调频的模式得到了广泛的关注，目前出现了不少的应用项目案例。
[0003]为平抑快速波动的电网不平衡功率，电网下发的自动发电控制(automatic generation control，AGC)指令的变化日趋频繁，如果集中式储能电站(centralized energy storage station，CESS)不采用合理的调频控制策略，会导致电池单元无规则动作，浪费电池单元的动作次数，出现部分电池单元过充、过放的现象，进而影响电池的寿命，同时也会降低下一时段的可持续调控能力，导致系统的运行性能变差。因此，需要设计合理的集中式储能电站的调频控制策略，以减少电池动作次数，进而减少电池寿命的损耗，提高集中式储能电站下一时段的可持续调控能力和参与二次调频的运行性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种集中式储能电站的双层功率协调分配方法，以解决现有技术中集中式储能电站采用不合理的调频控制策略时，存在的电池单元无规则动作，影响电池的寿命，降低集中式储能电站下一时段的可持续调控能力，导致系统的运行性能变差的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种集中式储能电站的双层功率协调分配方法，包括以下步骤：
[0006]对集中式储能电站内部的所有电池单元按照当前荷电状态的大小进行降序排列后，确定放电组、备用组和充电组；其中，所述放电组的最小荷电状态大于所述备用组的最大荷电状态，所述备用组的最小荷电状态大于所述充电组的最大荷电状态；
[0007]从预设的功率分配映射表中，获取与当前的调频功率对应的功率分配方案，并执行所述功率分配方案；其中，所述功率分配映射表为所述充电组、所述备用组和所述放电组各自的实际功率，与所述充电组、所述备用组和所述放电组各自的最大充/放电功率，以及所述调频功率的对照表。
[0008]进一步地，所述对集中式储能电站内部的所有电池单元按照当前荷电状态的大小进行降序排列后，确定放电组、备用组和充电组，包括：
[0009]实时监测所述集中式储能电站内部的所有电池单元的荷电状态；
[0010]根据预设周期对所有电池单元的按照荷电状态的大小进行降序排列。
[0011]进一步地，当所述充电组或所述备用组的至少一个电池单元的荷电状态大于或等于第一预设荷电状态时，将该电池单元更新为所述放电组的电池单元；
[0012]当所述放电组或所述备用组的至少一个电池单元的荷电状态小于第二预设荷电状态时，将该电池单元更新为所述充电组的电池单元；
[0013]当所述放电组或所述充电组的至少一个电池单元的荷电状态大于或等于第二预设荷电状态且小于第一预设荷电状态时，将该电池单元更新为所述备用组的电池单元。
[0014]进一步地，所述集中式储能电站的电池单元总数量为n，所述充电组的电池单元数量为b，所述放电组的电池单元数量为c，且满足如下关系式：
[0015]b<1/2n；
[0016]c<1/2n。
[0017]进一步地，所述从预设的功率分配映射表中，获取与当前的调频功率对应的功率分配方案，并执行所述功率分配方案，包括：
[0018]当0<P
s
<P
gccmax
时，所述充电组承担全部调频功率，另外两个电池组不动作；
[0019]当P
gccmax
<P
s
<P
gccmax
+P
gbcmax
时，所述充电组以最大充电功率工作，所述备用组承担剩余的功率差额；
[0020]当P
s
>P
gccmax
+P
gbcmax
时，所述充电组和所述备用组均以最大充电功率工作，所述放电组承担剩余的功率差额；
[0021]当P
gddmax
<P
s
<0时，所述放电组承担全部调频功率，另外两个电池组不动作；
[0022]当P
gddmax
+P
gbdmax
<P
s
<P
gddmax
时，所述放电组以最大放电功率工作，所述备用组承担剩余的功率差额；
[0023]当P
s
<P
gddmax
+P
gbdmax
时，所述放电组和所述备用组均以最大放电功率工作，所述充电组承担剩余的功率差额；
[0024]其中，P
s
为调频功率；P
gccmax
、P
gbcmax
和P
gdcmax
分别为所述充电组、所述备用组和所述放电组的最大充电功率；P
gcdmax
、P
gbdmax
和P
gddmax
分别为所述充电组、所述备用组和所述放电组的最大放电功率。
[0025]进一步地，所述当0<P
s
<P
gccmax
时，所述充电组承担全部调频功率，另外两个电池组不动作，包括：
[0026]采用经济分配原则实现所述充电组内部电池单元的功率分配；
[0027]所述经济分配原则包括以集中式储能电站在每个周期内的总运行成本F最低为优化目标，对电池组内每个电池单元的充/放电功率进行分配；总运行成本F的计算公式为：
[0028][0029]其中：N为电池组内的电池单元个数；σ和η为正的常系数，分别取0.002和0.4；ΔP
i
为电池组内第i个电池单元的功率变化量；ΔSOC
i
为电池组内第i个电池单元的SOC变化量；P
i,t
为电池组内第i个电池单元在t时刻应分配的充/放电功率；P
i,t
‑1为电池组内第i个电池
单元在t
‑
1时刻的充/放电功率；T为调度周期；C
i
为电池组内第i个电池单元的最大容量。
[0030]进一步地，所述当P
gccmax
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集中式储能电站的双层功率协调分配方法，其特征在于，包括：对集中式储能电站内部的所有电池单元按照当前荷电状态的大小进行降序排列后，确定放电组、备用组和充电组；其中，所述放电组的最小荷电状态大于所述备用组的最大荷电状态，所述备用组的最小荷电状态大于所述充电组的最大荷电状态；从预设的功率分配映射表中，获取与当前的调频功率对应的功率分配方案，并执行所述功率分配方案；其中，所述功率分配映射表为所述充电组、所述备用组和所述放电组各自的实际功率，与所述充电组、所述备用组和所述放电组各自的最大充/放电功率，以及所述调频功率的对照表。2.根据权利要求1所述的一种集中式储能电站的双层功率协调分配方法，其特征在于，所述对集中式储能电站内部的所有电池单元按照当前荷电状态的大小进行降序排列后，确定放电组、备用组和充电组，包括：实时监测所述集中式储能电站内部的所有电池单元的荷电状态；根据预设周期对所有电池单元的按照荷电状态的大小进行降序排列。3.根据权利要求1或2所述的一种集中式储能电站的双层功率协调分配方法，其特征在于，当所述充电组或所述备用组的至少一个电池单元的荷电状态大于或等于第一预设荷电状态时，将该电池单元更新为所述放电组的电池单元；当所述放电组或所述备用组的至少一个电池单元的荷电状态小于第二预设荷电状态时，将该电池单元更新为所述充电组的电池单元；当所述放电组或所述充电组的至少一个电池单元的荷电状态大于或等于第二预设荷电状态且小于第一预设荷电状态时，将该电池单元更新为所述备用组的电池单元。4.根据权利要求1所述的一种集中式储能电站的双层功率协调分配方法，其特征在于，所述集中式储能电站的电池单元总数量为n，所述充电组的电池单元数量为b，所述放电组的电池单元数量为c，且满足如下关系式：b<1/2n；c<1/2n。5.根据权利要求1所述的一种集中式储能电站的双层功率协调分配方法，其特征在于，所述从预设的功率分配映射表中，获取与当前的调频功率对应的功率分配方案，并执行所述功率分配方案，包括：当0<P
s
<P
gccmax
时，所述充电组承担全部调频功率，另外两个电池组不动作；当P
gccmax
<P
s
<P
gccmax
+P
gbcmax
时，所述充电组以最大充电功率工作，所述备用组承担剩余的功率差额；当P
s
>P
gccmax
+P
gbcmax
时，所述充电组和所述备用组均以最大充电功率工作，所述放电组承担剩余的功率差额；当P
gddmax
<P
s
<0时，所述放电组承担全部调频功率，另外两个电池组不动作；当P
gddmax
+P
gbdmax
<P
s
<P
gddmax
时，所述放电组以最大放电功率工作，所述备用组承担剩余的功率差额；当P
s
<P
gddmax
+P
gbdmax
时，所述放电组和所述备用组均以最大放电功率工作，所述充电组承担剩余的功率差额；
其中，P
s
为调频功率；P
gccmax
、P
gbcmax
和P
gdcmax
分别为所述充电组、所述备用组和所述放电组的最大充电功率；P
gcdmax
、P
gbdmax
和P
gddmax
分别为所述充电组、所述备用组和所述放电组的最大放电功率。6.根据权利要求5所述的一种集中式储能电站的双层功率协调分配方法，其特征在于，所述当0<P
s
<P
gccmax
时，所述充电组承担全部调频功率，另外两个电池组不动作，包括：采用经济分配原则实现所述充电组内部电池单元的功率分配；所述经济分配原则包括以集中式储能电站在每个周期内的总运行成本F最低为优化目标，对电池组内每个电池单元的充/放电功率进行分配；总运行成本F的计算公式为：其中：N为电池组内的电池单元个数；σ和η为正的常系数，分别取0.002和0.4；ΔP
i
为电池组内第i个电池单元的功率变化量；ΔSOC
i
为电池组内第i个电池单元的SOC变化量；P
i,t
为电池组内第i个电池单元在t时刻应分配的充/放电功率；P
i,t
‑1为电池组内第i个电池单元在t<...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡新雷，董锴，崔艳林，孟子杰，何祥针，郝文焕，杨民京，王勇超，郭俊宏，谢文超，栾添瑞，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：