[發(fā)明專利]用于調(diào)頻的電池儲能電站功率控制方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110459445.2
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN103187806A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 李相俊;惠東;郭光朝;張亮;雷偉民;何紅光
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學研究院;國網(wǎng)新源張家口風光儲示范電站有限公司
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;H02J7/00
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)以及能量存儲與轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于大功率大容量兆瓦級鋰離子電池儲能電站的實時功率控制方法，尤其適用于兆瓦級電池儲能電站參與系統(tǒng)AGC調(diào)頻時，儲能電站內(nèi)的儲能機組實時功率分配以及儲能電站能量管理。

背景技術(shù)

隨著電池及其集成技術(shù)的不斷發(fā)展，應用電池儲能電站參與自動發(fā)電控制系統(tǒng)調(diào)頻(以下簡稱：AGC調(diào)頻)逐漸成為了一種可行方案。電池儲能電站內(nèi)的電池儲能機組與傳統(tǒng)的發(fā)電機組相比具有響應速度快，啟停時間短等優(yōu)勢，將在配電網(wǎng)系統(tǒng)及智能電網(wǎng)的調(diào)頻控制中發(fā)揮重要作用。電池儲能系統(tǒng)中目前常用的幾種大容量儲能電池有鈉硫電池，液流電池以及鋰離子電池等類型。

從電池儲能的角度來說，過度的充電和過度的放電都會對電池的壽命造成影響。因此，監(jiān)控好電池荷電狀態(tài)、在儲能電站內(nèi)部合理分配好AGC調(diào)頻用有功功率需求，并將電池的荷電狀態(tài)控制在一定范圍內(nèi)是必要的。

目前有關(guān)基于兆瓦級大規(guī)模電池儲能電站的AGC調(diào)頻控制方面的專利、文獻、技術(shù)報告等非常少，需要深入研究和探索大規(guī)模多類型電池儲能電站綜合控制和參與ACG調(diào)頻時的儲能電站應用技術(shù)，解決大規(guī)模電池儲能電站協(xié)調(diào)控制及并網(wǎng)運行的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種在實際工程應用上易于實現(xiàn)和掌握的兆瓦級鋰離子電池儲能電站參與系統(tǒng)調(diào)頻時的實時功率控制方法，可以同時滿足儲能電站的AGC調(diào)頻用有功功率需求及大容量電池儲能電站存儲能量的實時監(jiān)管要求。

本發(fā)明的控制方法是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種用于調(diào)頻的電池儲能電站功率控制方法，該方法包括以下步驟：

步驟A、實時讀取電池儲能電站的調(diào)頻用有功功率需求值及該電站的相關(guān)運行數(shù)據(jù)，并對上述有功功率需求和數(shù)據(jù)進行存儲和管理；

步驟B、根據(jù)調(diào)頻用有功功率需求值判斷電池儲能電站的狀態(tài)，并通過相應的預設規(guī)則計算待分配給電池儲能電站中各電池儲能機組的功率命令值；

步驟C、將待分配給各電池儲能機組的功率命令值進行匯總后輸出至電池儲能電站。

進一步地，在步驟A中，所述電池儲能電站的相關(guān)運行數(shù)據(jù)包括：電池儲能電站中各電池儲能機組的可控狀態(tài)值、荷電狀態(tài)值(簡稱SOC值)、最大允許放電功率和最大允許充電功率等等。

進一步地，所述步驟B包括如下步驟：

判斷電池儲能電站的狀態(tài)；

當電池儲能電站的調(diào)頻用有功功率需求值為正值時，表示該電池儲能電站將處于放電狀態(tài)，則根據(jù)第一預設規(guī)則獲得各電池儲能機組的功率命令值；

當電池儲能電站的調(diào)頻用用功功率需求值為負值時，表示該電池儲能電站將處于充電狀態(tài)，則根據(jù)第二預設規(guī)則獲得各電池儲能機組的初始功率命令值；所述放電狀態(tài)值等于1減去荷電狀態(tài)值；

當電池儲能電站的調(diào)頻用有功功率需求值為零時，表示該鋰電池儲能子站將處于零功率狀態(tài)，則將各電池儲能機組的有功功率命令值設為零。

所述第一預設規(guī)則包括：

B10)判斷調(diào)頻用有功功率需求是否滿足當前電池儲能電站的最大允許放電功率約束條件，如果違反該約束條件，直接將所有電池儲能機組的最大允許放電功率設為相應機組的功率命令值；否則執(zhí)行步驟B11；

B11)設定電池儲能電站中被限制在最大允許放電功率的電池儲能機組數(shù)量為M，并對該變量M進行初始化，通過可控電池儲能機組荷電狀態(tài)值占電池儲能電站中所有可控電池儲能機組荷電狀態(tài)值總和的比例值、再乘以電池儲能電站的調(diào)頻用有功功率需求值，來計算所有電池儲能機組的功率命令值；所述可控電池儲能機組荷電狀態(tài)值為該機組的荷電狀態(tài)值與其可控狀態(tài)值的乘積；

B12)判斷所有電池儲能機組的功率命令值是否滿足電池儲能機組最大允許放電功率約束條件，如果有電池儲能機組違反該約束條件時，則進行M＝M+1，并執(zhí)行步驟B13；否則跳轉(zhuǎn)至步驟B15；

B13)通過計算違反電池儲能機組最大允許放電功率約束條件的電池儲能機組功率命令值占該機組最大允許放電功率的比例值，分別求得違反電池儲能機組最大允許放電功率約束條件的各電池儲能機組的放電功率特征值；

B14)基于貪婪算法從違反電池儲能機組最大允許放電功率約束條件的各電池儲能機組中選出一個電池儲能機組，將該機組的最大允許放電功率設為其功率命令值，重新計算其余沒有被限制在最大允許放電功率的各電池儲能機組的功率命令值后，跳轉(zhuǎn)至步驟B12；