一种储能系统功率调度分配方法技术方案

本申请公开了一种储能系统功率调度分配方法，至少包括以下步骤：步骤一：利用储能系统中各设备中的参数，建立基于设备荷电状态soc与设备充放电参数关系的最优化问题数学模型；步骤二：获取储能系统各设备当前荷电状态soc及待分配的总功率；步骤三：将所述各设备当前荷电状态soc及待分配的总功率作为最优化问题数学模型的输入，计算各设备的相应分配功率；步骤四：将得到的所述分配功率作为功率指令下发给各设备。本发明专利技术通过最优问题建模以系统效率最优为目标，可明显降低soc不均衡度，同时降低储能系统整体的功率损耗。低储能系统整体的功率损耗。低储能系统整体的功率损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种储能系统功率调度分配方法


[0001]本申请涉及一种储能系统功率调度分配方法，属于储能系统功率调度


技术介绍

[0002]在储能系统的运行过程中，需要接收并执行诸如电网调度系统，电站能管系统等上级调度系统的有功功率指令，或者执行储能系统本身能管系统的有功功率指令，一般地，具有一定规模的储能系统由多个子系统并联或级联而成，按照何种方法将总有功功率分配到各子系统中就成为一个关键问题，直接影响到各子系统间储能电池SOC的均衡以及系统整体的运行效率。现有方法通常分为三种：
[0003]1)将总有功功率直接平均分配给各子系统，该种方法将会导致各子系统之间的SOC越来越不一致
[0004]2)将总有功功率按各子系统之间的SOC或可充电量。可放电量等比例分配，这种方法可以解决子系统间SOC不均衡的问题，但没有考虑到子系统在不同功率运行时效率会有所不同，及不能实现系统的最优效率运行。
[0005]3)在方法二的基础上，设置一个功率点，在条件运行的情况下，各子系统所分配的功率需要大于该功率设定值。一般地，设备的效率曲线如附图1所示，是一条曲线，这种方法相当于对子系统的效率曲线做了一定的近似，即认为在有功功率低于该功率设定值时，效率会极低，如附图2，故需要尽可能地使每个子系统的功率大于该功率设定值。具体实现而言，通常采用条件判断等方法编写率分配逻辑，其编写过程相当复杂且容易出错，另外由于其对效率曲线做了一定的近似，故也无法达到理论上的效率最优运行。

技术实现思路

[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种储能系统功率调度分配方法，该方法通过最优问题建模以系统效率最优为目标，可明显降低soc不均衡度，同时降低储能系统整体的损耗。
[0007]一种储能系统功率调度分配方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：
[0008]步骤一：利用储能系统中各设备中的参数，建立基于设备荷电状态soc与设备充放电参数关系的最优化问题数学模型；
[0009]步骤二：获取储能系统各设备当前荷电状态soc及待分配的总功率；
[0010]步骤三：将所述各设备当前荷电状态soc及待分配的总功率作为最优化问题数学模型的输入，计算各设备的相应分配功率；
[0011]步骤四：将得到的所述分配功率作为功率指令下发给各设备。
[0012]进一步的，步骤一中所述最优化问题模型的建立包括：
[0013]1.1：列出储能系统各设备之间的已知量；
[0014]1.2：设置储能系统各设备中的变量；
[0015]1.3：根据所述已知量和所述变量列出目标函数：
[0016][0017]其中：η
ch
，充电效率，是充电功率的函数
[0018]η
disch
，放电效率，是放电效率的函数；
[0019]P_ch
j
，设备j的充电功率；
[0020]P_disch
j
，设备j的放电功率；
[0021]SOC_range
j
，设备j在时段末的soc不一致度。
[0022]1.4：设定约束条件，所述约束条件的设定至少包括：系统功率平衡、设备soc与有功功率之间的等式关系、充电功率及放电功率上下限、设备soc裕量、设备soc不平衡度和设备效率与功率之间的关系；
[0023]1.5：根据所述约束条件，计算得到所述变量的取值，即各设备所分配的功率。
[0024]进一步的，所述储能系统各设备之间的已知量包括：
[0025]P_total：待分配的总功率；
[0026]SOC_init
j
：设备j的初始soc；
[0027]η
ch
：充电效率，是充电功率的函数；
[0028]η
disch
：放电效率，是放电效率的函数；
[0029]T：时段步长，即每次进行功率分配的时间间隔；
[0030]N：设备数量；
[0031]SOC_lower_limit：设备soc下限值；
[0032]SOC_upper_limit：设备soc上限值；
[0033]P
rated
‑
设备的额定功率。
[0034]进一步的，所述储能系统各设备中的变量包括：
[0035]P_ch
j
：设备j的充电功率；
[0036]P_disch
j
：设备j的放电功率；
[0037]I_ch
j
：设备j的充电状态，为0
‑
1变量，1表示充电；
[0038]I_disch
j
：设备j的放电状态，为0
‑
1变量，1表示放电；
[0039]SOC
j
：设备j在时段末的soc；
[0040]SOC_range
j
:设备j在时段末的soc不一致度。
[0041]进一步的，所述系统功率平衡的约束条件包括：
[0042][0043]其中：P_ch
j
，设备j的充电功率；
[0044]P_disch
j
，设备j的放电功率；
[0045]P_total，待分配的总功率。
[0046]进一步的，所述设备soc与有功功率之间的等式关系的约束条件包括：
[0047]SOC
j
＝SOC_init
j
+(P_ch
j
*η
ch
*T
‑
P_disch
j
/η
disch
*T)*C/100。
[0048]其中：SOC
j
，设备j在时段末的soc；
[0049]SOC_init
j
，设备j的初始soc；
[0050]P_ch
j
，设备j的充电功率；
[0051]η
ch
，充电效率，是充电功率的函数；
[0052]T，时段步长；
[0053]P_disch
j
，设备j的放电功率；
[0054]η
disch
，放电效率，是放电效率的函数。
[0055]进一步的，所述充电功率及放电功率上下限的约束条件包括：
[0056]0≤P_ch
j
≤P
rated
*I_ch
j
[0057]0≤P_disch
j
＜P
rated
*I_disch
j
[0058]其中：P_ch
j
，设备j的充电功率；
[0059]P_disch
j
，设备j的放电功率；
[0060]I_ch...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能系统功率调度分配方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：步骤一：利用储能系统中各设备中的参数，建立基于设备荷电状态soc与设备充放电参数关系的最优化问题数学模型；步骤二：获取储能系统各设备当前荷电状态soc及待分配的总功率；步骤三：将所述各设备当前荷电状态soc及待分配的总功率作为最优化问题数学模型的输入，计算各设备的相应分配功率；步骤四：将得到的所述分配功率作为功率指令下发给各设备。2.根据权利要求1所述的一种储能系统功率调度分配方法，其特征在于，步骤一中所述最优化问题模型的建立包括：1.1：列出储能系统各设备之间的已知量；1.2：设置储能系统各设备中的变量；1.3：根据所述已知量和所述变量列出目标函数：其中：η
ch
，充电效率，是充电功率的函数η
disch
，放电效率，是放电效率的函数；P_ch
j
，设备j的充电功率；P_disch
j
，设备j的放电功率；SOC_range
j
，设备j在时段末的soc不一致度；1.4：设定约束条件，所述约束条件的设定至少包括：系统功率平衡、设备soc与有功功率之间的等式关系、充电功率及放电功率上下限、设备soc裕量、设备soc不平衡度和设备效率与功率之间的关系；1.5：根据所述约束条件，计算得到所述变量的取值，即各设备所分配的功率。3.根据权利要求2所述的一种储能系统功率调度分配方法，其特征在于，所述储能系统各设备之间的已知量包括：P_total：待分配的总功率；SOC_init
j
：设备j的初始soc；η
ch
：充电效率，是充电功率的函数；η
disch
：放电效率，是放电效率的函数；T：时段步长，即每次进行功率分配的时间间隔；N：设备数量；SOC_lower_limit：设备soc下限值；SOC_upper_limit：设备soc上限值；P
rated
‑
设备的额定功率。4.根据权利要求2所述的一种储能系统功率调度分配方法，其特征在于，所述储能系统各设备中的变量包括：P_ch
j
：设备j的充电功率；P_disch
j
：设备j的放电功率；I_ch
j
：设备j的充电状态，为0
‑
1变量，1表示充电；
I_disch
j
：设备j的放电状态，为0
‑
1变量，1表示放电；SOC
j
：设备j在时段末的soc；SOC_range
j
：设备j在时段末的soc不一致度。5.根据权利要求2所述的一种储能系统功率调度分配方法，其特征在于，所述系统功率平衡的约束条件包括：其中：P_ch
j
，设备j的充电功率；P_disch
j
，设备j的放电功率；P_total，待分配的总功率。6.根据权利要求2所述的一种储能系统功率调度分配方法，其特征在于，所述设备soc与有功功率之间的等式关系的...

【专利技术属性】
技术研发人员：司睿强，张翼，张博，刘晓宁，
申请(专利权)人：西安奇点能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：