一种储能阵列宏观一致性协调控制方法、系统及电子设备技术方案

本发明专利技术公开的储能阵列宏观一致性协调控制方法、系统及电子设备，涉及储能系统协调控制技术领域。本发明专利技术首先将飞轮阵列的动态分组选择控制作为上层控制，飞轮阵列储能系统按照功率分配指令优先选择功率匹配的阵列组的工作状态。其次逐渐缩小阵列中飞轮单元的SOC差异，使得整体飞轮储能系统(FESS)在充放电过程中逐渐趋宏观一致性，以在降低众多飞轮的控制难度的同时，降低飞轮的频繁动作，进而提高飞轮工作年限，减少储能资源的浪费。减少储能资源的浪费。减少储能资源的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种储能阵列宏观一致性协调控制方法、系统及电子设备


[0001]本专利技术涉及储能系统协调控制
，特别是涉及一种储能阵列宏观一致性协调控制方法、系统及电子设备。

技术介绍

[0002]随着新能源大规模、大容量的并网，火电机组自身调频因其响应时间长、爬坡速率慢的特点不能完全满足新能源接入的需求，电网大幅度频率波动频频发生，为此在新能源发电系统中配置一定容量的储能装备。飞轮作为一种清洁高效的物理储能方式，具有快速响应、双向出力和频繁充放电特性的优点，在电网调频、新能源消纳和微电网支撑等方面有很优秀的应用前景，可以有效地提高电网的稳定性。将飞轮储能系统(Flywheel Energy Storage System，FESS)引入西部高比例新能源发电区域，应对新能源接入下的电力系统频率稳定性恶化问题，辅助火电机组参与自动发电控制(Automatic Generation Control，AGC)，在此基础上，为了获得更多的能量、更高的功率和更长的时间备份，在单体飞轮受限情况下，进而对飞轮储能阵列进行大量研究。但是现有研究方法只是对飞轮阵列进行等功率分配能量，在充放电过程中对所有单体飞轮同时进行动作、同时承担电网调频任务。在飞轮长时间工作后，不同的单体飞轮荷电状态不一致，飞轮阵列储能系统整体能量利用率低，同时也没有对飞轮进行能量越限保护措施。基于此，现有方法中飞轮需要进行频繁动作，这就使得飞轮的工作年限大大缩短，且增加了储能资源的浪费，并不能实现飞轮储能阵列宏观一致性的有效调控。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种储能阵列宏观一致性协调控制方法、系统及电子设备。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种储能阵列宏观一致性协调控制方法，包括：
[0006]获取飞轮阵列储能系统的当前总功率指令以及所述飞轮阵列储能系统中每组飞轮阵列的最大充放电功率；
[0007]基于所述当前总功率指令的绝对值和所述最大充放电功率间的关系确定飞轮阵列储能系统中飞轮阵列的工作状态；
[0008]基于所述工作状态获取所述飞轮阵列中每一飞轮单体的工作参数；所述工作参数包括：转速、角速度和能量；
[0009]基于所述工作参数确定每一所述单体飞轮的SOC值；
[0010]采用充放电控制策略实现所述SOC值的一致性；
[0011]基于所述SOC值的一致性，以预设条件为优化目标，将所述飞轮阵列中的功率调节指令分配给飞轮单体。
[0012]可选地，基于所述当前总功率指令的绝对值和所述最大充放电功率间的关系确定
飞轮阵列储能系统中飞轮阵列的工作状态，具体包括：
[0013]当所述当前总功率指令的绝对值小于等于所述最大充放电功率时，确定飞轮阵列储能系统中一组飞轮阵列进行充放电工作；
[0014]当所述当前总功率指令的绝对值大于所述最大充放电功率且小于所述飞轮阵列储能系统中所有飞轮阵列的最大充放电功率的和时，确定飞轮阵列储能系统中几组飞轮阵列进行充放电工作；
[0015]当所述当前总功率指令的绝对值小于等于所述飞轮阵列储能系统中所有飞轮阵列的最大充放电功率的和时，确定飞轮阵列储能系统中所有的飞轮阵列均进行充放电工作。
[0016]可选地，采用充放电控制策略实现所述SOC值的一致性，具体包括：
[0017]获取进行充放电工作的飞轮阵列中每一飞轮单体的充放电功率和SOC值；
[0018]基于所述SOC值对所述飞轮单体进行排序处理得到飞轮单体序列；
[0019]判断采样时间内所述充放电功率的变化值是否大于零，得到第一判断结果；
[0020]当所述第一判断结果为是时，对飞轮单体序列中SOC值最小的飞轮单体进行充电；
[0021]判断所述SOC值最小的飞轮单体的充电功率是否小于等于所述SOC值最小的飞轮单体的最大负荷功率，得到第二判断结果；
[0022]当所述第二判断结果为是时，确定所述SOC值最小的飞轮单体的充电能力；
[0023]当所述第二判断结果为否时，对所述SOC值最小的飞轮单体进行越限保护，并给SOC值第二小的飞轮单体进行充电，依次类推；
[0024]当所述第一判断结果为否时，对飞轮单体序列中SOC值最大的飞轮单体进行放电；
[0025]判断所述SOC值最大的飞轮单体的放电功率是否大于等于所述SOC值最大的飞轮单体的最小负荷功率，得到第三判断结果；
[0026]当所述第三判断结果为是时，确定所述SOC值最大的飞轮单体的放电能力；
[0027]当所述第三判断结果为否时，对所述SOC值最大的飞轮单体进行越限保护，并给SOC值第二大的飞轮单体进行放电，依次类推。
[0028]可选地，进行越限保护过程中，通过SOC值来表征飞轮单元运行的容量限制。
[0029]可选地，所述预设条件为所述飞轮阵列储能系统在每一周期内的总运行成本最低。
[0030]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0031]本专利技术提供的储能阵列宏观一致性协调控制方法，首先将飞轮阵列的动态分组选择控制作为上层控制，飞轮阵列储能系统按照功率分配指令优先选择功率匹配的阵列组的工作状态。其次逐渐缩小阵列中飞轮单元的SOC差异，使得整体飞轮储能系统(FESS)在充放电过程中逐渐趋宏观一致性，以在降低众多飞轮的控制难度的同时，降低飞轮的频繁动作，进而提高飞轮工作年限，减少储能资源的浪费。
[0032]为实施上述提供的储能阵列宏观一致性协调控制方法，本专利技术还提供了以下实施系统：
[0033]一种储能阵列宏观一致性协调控制系统，包括：
[0034]数据获取模块，用于获取飞轮阵列储能系统的当前总功率指令以及所述飞轮阵列储能系统中每组飞轮阵列的最大充放电功率；
[0035]状态确定模块，用于基于所述当前总功率指令的绝对值和所述最大充放电功率间的关系确定飞轮阵列储能系统中飞轮阵列的工作状态；
[0036]参数获取模块，用于基于所述工作状态获取所述飞轮阵列中每一飞轮单体的工作参数；所述工作参数包括：转速、角速度和能量；
[0037]SOC值确定模块，用于基于所述工作参数确定每一所述单体飞轮的SOC值；
[0038]一致性实现模块，用于采用充放电控制策略实现所述SOC值的一致性；
[0039]指令分配模块，用于基于所述SOC值的一致性，以预设条件为优化目标，将所述飞轮阵列中的功率调节指令分配给飞轮单体。
[0040]一种电子设备，包括：
[0041]存储器，用于存储计算机软件程序；
[0042]处理器，与所述存储器连接，用于调取并执行所述计算机软件程序，以实施上述的储能阵列宏观一致性协调控制方法。
[0043]可选地，所述存储器为计算机可读存储介质。
[0044]因本专利技术提供的两种实施系统实现的技术效果与上述提供的储能阵列宏观一致性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能阵列宏观一致性协调控制方法，其特征在于，包括：获取飞轮阵列储能系统的当前总功率指令以及所述飞轮阵列储能系统中每组飞轮阵列的最大充放电功率；基于所述当前总功率指令的绝对值和所述最大充放电功率间的关系确定飞轮阵列储能系统中飞轮阵列的工作状态；基于所述工作状态获取所述飞轮阵列中每一飞轮单体的工作参数；所述工作参数包括：转速、角速度和能量；基于所述工作参数确定每一所述单体飞轮的SOC值；采用充放电控制策略实现所述SOC值的一致性；基于所述SOC值的一致性，以预设条件为优化目标，将所述飞轮阵列中的功率调节指令分配给飞轮单体。2.根据权利要求1所述的储能阵列宏观一致性协调控制方法，其特征在于，基于所述当前总功率指令的绝对值和所述最大充放电功率间的关系确定飞轮阵列储能系统中飞轮阵列的工作状态，具体包括：当所述当前总功率指令的绝对值小于等于所述最大充放电功率时，确定飞轮阵列储能系统中一组飞轮阵列进行充放电工作；当所述当前总功率指令的绝对值大于所述最大充放电功率且小于所述飞轮阵列储能系统中所有飞轮阵列的最大充放电功率的和时，确定飞轮阵列储能系统中几组飞轮阵列进行充放电工作；当所述当前总功率指令的绝对值小于等于所述飞轮阵列储能系统中所有飞轮阵列的最大充放电功率的和时，确定飞轮阵列储能系统中所有的飞轮阵列均进行充放电工作。3.根据权利要求1所述的储能阵列宏观一致性协调控制方法，其特征在于，采用充放电控制策略实现所述SOC值的一致性，具体包括：获取进行充放电工作的飞轮阵列中每一飞轮单体的充放电功率和SOC值；基于所述SOC值对所述飞轮单体进行排序处理得到飞轮单体序列；判断采样时间内所述充放电功率的变化值是否大于零，得到第一判断结果；当所述第一判断结果为是时，对飞轮单体序列中SOC值最小的飞轮单体进行充电；判断所述SOC值最小的飞轮单体的充电功率是否小于等于所述SOC值最小的飞轮单体的最大负荷功率，得到第二判断结果；当所述第二判断结果为是时，确定所述SOC值最小的飞轮单体的充电能力；当所述第二判...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪烽，杜浩，梁志宏，房方，魏宽畅，李飞，吕国强，刘鹏，苏森，
申请(专利权)人：国能宁夏灵武发电有限公司华驰动能北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：