一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法及装置制造方法及图纸

一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法及装置，获取调峰响应过程中各组分布式储能系统的优先调用系数，采用动态扩充方法确定参与当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合，分布式储能系统第一响应集合的总输出功率大于等于响应功率且响应时间不低于1小时；在当前调峰时间段内，通过对分布式储能系统第一响应集合进行闭环控制，对分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充得到分布式储能系统第二响应集合，分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令；通过在分布式储能聚合控制过程中采用控制策略同时保证分布式储能被公平调用、储能SOC处于安全区间、聚合输出能力以及聚合商收益，实现面向用户侧的储能设施聚合控制。的储能设施聚合控制。的储能设施聚合控制。

【技术实现步骤摘要】
一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法及装置


[0001]本专利技术属于分布式储能控制领域，具体地，涉及一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法及装置。

技术介绍

[0002]分布式储能由于容量小、布局分散，不具备独立参与电力辅助服务或需求响应的资格。分布式储能聚合商能够通过一定技术手段将分散的分布式储能聚合起来形成一定规模，作为一个整体参与电力辅助服务或需求响应。聚合商在聚合控制应保证各个用户储能设备运转安全、被调用的公平性，同时还要确保整体聚合后的响应功率、容量尽量大，因此，聚合控制策略十分关键。但是，现有技术中，一种用户侧分布式储能设施聚合管控方法及系统(CN115000985A)、一种面向负荷聚合商的分布式储能控制权优化调度方法(CN110516855B)以及考虑储能和分布式发电的工业用户参与调峰需求响应方法(CN111555319B)，分布式储能聚合控制方法中多以聚合商的收益最大为优化目标，对各个分布式储能用户是否被公平调用没有考虑，对于分布式储能性能相对差一些的用户将很难获得收益；此外对于分布式储能如何实现功率指令分解没有进一步研究。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法及装置，通过在分布式储能聚合控制过程中采用控制策略同时保证分布式储能被公平调用、储能SOC处于安全区间、聚合输出能力以及聚合商收益，实现面向用户侧的储能设施聚合控制。
[0004]本专利技术采用如下的技术方案。
[0005]本专利技术一方面提出了一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法，利用日均调峰利用系数、可调度荷电状态、功率调节速率、度电成本计算调峰过程中各组分布式储能系统的优先调用系数；当前调峰时间段内，先根据电网调控系统下发的调峰控制指令确定分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统的功率控制指令，再基于闭环控制对分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充后得到分布式储能系统第二响应集合，使得分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令；其中，调峰切换时刻，以当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的功率调节速度和下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的功率调节速度中的较小值作为响应集合切换过程中的功率调节速度。
[0006]方法包括：
[0007]步骤1，以n组分布式储能系统构建分布式储能系统聚合集合，并确定分布式储能系统聚合集合的响应功率和响应容量；
[0008]步骤2，根据日均调峰利用系数、可调度荷电状态、功率调节速率、度电成本计算调峰响应过程中各组分布式储能系统的优先调用系数；
[0009]步骤3，对优先调用系数进行聚类，将分布式储能系统聚合集合U聚类成k个子集，
并分别对各子集内的分布式储能系统按照优先调用系数从大到小的顺序进行排序，得到排序后的k个子集；
[0010]步骤4，以步骤3得到的k个子集为基础，采用动态扩充方法确定参与当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；分布式储能系统第一响应集合的总输出功率大于等于响应功率且响应时间不低于1小时；
[0011]步骤5，将电网调控系统下发的调峰控制指令分解为分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统的功率控制指令；通过对分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统进行闭环控制，对分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充后得到分布式储能系统第二响应集合，使得分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令；
[0012]步骤6，判断当前调峰时间段是否结束；若未结束，则重复步骤4以确定参与下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；若结束则进入步骤7；
[0013]步骤7，判断本次调峰是否已经结束，其中单次调峰包括多个调峰时间段；
[0014]若本次调峰未结束，则在调峰切换时刻，以当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的功率调节速度和下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的功率调节速度中的较小值作为响应集合切换过程中的功率调节速度，控制当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的总输出功率减少、下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的总输出功率增大；并进入步骤5；若结束，则进入步骤8；
[0015]步骤8，停止调峰响应，按照调度指令以预设速率减小各组分布式储能系统的输出功率。
[0016]优选地，步骤1中，分布式储能系统聚合集合满足如下关系式：
[0017]U＝{DESS1,DESS2...DESS
n
}
[0018]式中，U表示分布式储能系统聚合集合，DESS
i
表示第i组分布式储能系统，其中i＝1,2,
…
,n，n表示能够参与调峰响应的分布式储能系统的组数。
[0019]步骤1中，响应容量Q0包括削峰响应容量和填谷响应容量，分别满足如下关系式：
[0020][0021][0022]式中，
[0023]Q
0削峰
表示削峰响应容量，
[0024]Q
0填谷
表示填谷响应容量，
[0025]α为备用系数，0<α<1，
[0026]SOC
i,now
表示第i组分布式储能系统当前的SOC值，
[0027]SOC
i,Llimit
表示第i组分布式储能系统的SOC运行区间低限值，
[0028]SOC
i,Hlimit
表示第i个分布式储能系统的SOC运行区间高限值，
[0029]Q
i,e
表示第i组分布式储能系统的额定容量。
[0030]步骤1中，响应功率P0包括削峰响应功率和填谷响应功率，分别满足如下关系式：
[0031][0032][0033]式中，
[0034]P
0削峰
表示削峰响应功率，
[0035]P
0填谷
表示填谷响应功率，
[0036]P
i,e
表示第i个分布式储能系统的额定功率，
[0037]T
num
表示下次调峰时间，将下次调峰时间分成若干时间段，每个时间段为1小时。
[0038]n的选取标准为系统无故障且当前各组分布式储能系统的SOC值处于运行区间且不处于充放电死区区间；
[0039]充放电死区区间包括：充电场景调度死区[SOC
i,Ch
‑
deadline
,SOC
i,Hlimit
]，放电场景调度死区[SOC
i,Llimit
,SOC
i,disCh
‑
deadline
]；其中，
[0040]SOC
i,Ch
‑
deadline
表示第i组分布式储能系统的充电死区设定低限值，且满足0<SOC
i,Ch
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法，其特征在于，所述方法利用日均调峰利用系数、可调度荷电状态、功率调节速率、度电成本计算调峰过程中各组分布式储能系统的优先调用系数；当前调峰时间段内，先根据电网调控系统下发的调峰控制指令确定分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统的功率控制指令，再基于闭环控制对分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充后得到分布式储能系统第二响应集合，使得分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令；其中，调峰切换时刻，以当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的功率调节速度和下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的功率调节速度中的较小值作为响应集合切换过程中的功率调节速度。2.根据权利要求1所述的面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，以n组分布式储能系统构建分布式储能系统聚合集合，并确定分布式储能系统聚合集合的响应功率和响应容量；步骤2，根据日均调峰利用系数、可调度荷电状态、功率调节速率、度电成本计算调峰响应过程中各组分布式储能系统的优先调用系数；步骤3，对优先调用系数进行聚类，将分布式储能系统聚合集合U聚类成k个子集，并分别对各子集内的分布式储能系统按照优先调用系数从大到小的顺序进行排序，得到排序后的k个子集；步骤4，以步骤3得到的k个子集为基础，采用动态扩充方法确定参与当前调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；分布式储能系统第一响应集合的总输出功率大于等于响应功率且响应时间不低于1小时；步骤5，将电网调控系统下发的调峰控制指令分解为分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统的功率控制指令；在当前调峰时间段内，通过对分布式储能系统第一响应集合中各分布式储能系统进行闭环控制，对分布式储能系统第一响应集合进行动态扩充后得到分布式储能系统第二响应集合，使得分布式储能系统第二响应集合的总输出功率等于调峰控制指令；步骤6，判断当前调峰时间段是否结束；若未结束，则重复步骤4以确定参与下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合；若结束则进入步骤7；步骤7，判断本次调峰是否已经结束，其中单次调峰包括多个调峰时间段；若本次调峰未结束，则在调峰切换时刻，以当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的功率调节速度和下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的功率调节速度中的较小值作为响应集合切换过程中的功率调节速度，控制当前调峰时间段的分布式储能系统第二响应集合的总输出功率减少、下次调峰时间段的分布式储能系统第一响应集合的总输出功率增大；并进入步骤5；若结束，则进入步骤8；步骤8，停止调峰响应，按照调度指令以预设速率减小各组分布式储能系统的输出功率。3.根据权利要求2所述的面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法，其特征在于，步骤1中，分布式储能系统聚合集合满足如下关系式：U＝{DESS1，DESS2...DESS
n
}
式中，U表示分布式储能系统聚合集合，DESS
i
表示第i组分布式储能系统，其中i＝1，2，
…
，n，n表示能够参与调峰响应的分布式储能系统的组数。4.根据权利要求3所述的面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法，其特征在于，步骤1中，响应容量Q0包括削峰响应容量和填谷响应容量，分别满足如下关系式：包括削峰响应容量和填谷响应容量，分别满足如下关系式：式中，Q
0削峰
表示削峰响应容量，Q
0填谷
表示填谷响应容量，α为备用系数，0＜α＜1，SOC
i，now
表示第i组分布式储能系统当前的SOC值，SOC
i，Llimit
表示第i组分布式储能系统的SOC运行区间低限值，SOC
i，Hlimit
表示第i个分布式储能系统的SOC运行区间高限值，Q
i
，e表示第i组分布式储能系统的额定容量。5.根据权利要求4所述的面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法，其特征在于，步骤1中，响应功率P0包括削峰响应功率和填谷响应功率，分别满足如下关系式：包括削峰响应功率和填谷响应功率，分别满足如下关系式：式中，P
0削峰
表示削峰响应功率，P
0填谷
表示填谷响应功率，P
i，e
表示第i个分布式储能系统的额定功率，T
num
表示下次调峰时间，将下次调峰时间分成若干时间段，每个时间段为1小时。6.根据权利要求5所述的面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法，其特征在于，n的选取标准为系统无故障且当前各组分布式储能系统的SOC值处于运行区间且不处于充放电死区区间；充放电死区区间包括：充电场景调度死区[SOC
i，Ch
‑
deadline
，SOC
i，Hlimit
]，放电场景调度死区[SOC
i，Llimit
，SOC
i，disCh
‑
deadline
]；其中，SOC
i，Ch
‑
deadline
表示第i组分布式储能系统的充电死区设定低限值，且满足0＜SOC
i，Ch
‑
deadline
＜SOC
i，Hlimit
；SOC
i，disCh
‑
deadline
表示第i组分布式储能系统的放电死区设定低限值，且满足0＜SOC
i，Llimit
＜SOC
i，disCh
‑
deadline
；
并且满足0＜SOC
i，Llimit
＜SOC
i，Hlimit
＜1。7.根据权利要求3所述的面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法，其特征在于，步骤2中，优先调用系数γ
i
满足如下关系式：式中，β1为公平调用权重系数，0＜β1＜1，β2为SOC可用权重系数，0＜β2＜1，β3为调节速率权重系数，0＜β3＜1，β4为度电成本权重系数，0＜β4＜1，R
i
为第i组分布式储能系统的功率调节速率，C
i
为第i组分布式储能系统的度电成本，R
max
为当前可响应分布式储能集合内的功率调节速率的最大值，C
max
为当前可响应分布式储能集合内的度电成本的最大值，S
i
为第i组分布式储能系统的日均调峰利用系数，S
max
为所有分布式储能系统中日均调峰利用系数的最大值，S
min
为所有分布式储能系统中日均调峰利用系数的最小值，SOC
i，real
为第i组分布式储能系统考虑运行高低限的可调度荷电状态；且满足β1+β2+β3+β4＝1。8.根据权利要求7所述的面向电力调峰的分布式储能聚合控制方法，其特征在于，第i组分布式储能系统的日均调峰利用系数满足如下关系式：S
max
＝max(S
i
)，i＝1，2...nS
min
＝min(S
i
)，i＝1，2...n式中，i
‑
count为第i组分布式储能系统共参与响应电力调峰的最大次数，SOC
i，section
为第i组分布式储能系统的SOC运行高低限区间大小，Q
i，p
为第i组分布式储能系统第p次响应电力调峰的响应容量，Q
i，e
为第i组分布式储能系统的额定容量，D为分布式储能投运且可调度天数，D≥1。9.根据权利要求7所述的面向电力调峰的分布式储能聚合控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春来，殷喆，郝晓光，罗蓬，李剑锋，马瑞，曹颖，潘君炜，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北能源技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：