[發明專利]基于貪心策略的電池儲能電站功率控制方法及其系統

有效

• 申請號: 201210091331.1
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN103368192A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 李相俊;惠東;郭光朝;王立業;賈學翠
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于智能電網以及能量存儲與轉換技術領域，具體涉及一種基于貪心策略的電池儲能電站功率控制方法及其系統，尤其適用于大規模分布式和集中式儲能電站并網系統的電池儲能機組的實時功率及能量管理方法。

背景技術

隨著電池及其集成技術的不斷發展，大規模分布式和集中式電池儲能電站的應用模式將逐步成為一種優選方案。電池儲能系統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。

通過合理控制連接在儲能設備上的換流器，高效實現儲能系統的充放電，能在很大程度上解決由于風電及光伏發電隨機性、間歇性及波動性等帶來的風光發電輸出功率不穩定問題，以滿足風力及太陽能發電的平滑輸出要求，并有效解決由于風電及光伏發電波動給電網頻率波動帶來的電能質量等問題。

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，監控好電池荷電狀態、在儲能電站內部合理分配好總功率需求，并將電池的荷電狀態控制在一定范圍內是必要的。

目前有關鋰電池儲能電站的功率控制方面的專利、文獻、技術報告等非常少，需要深入研究和探索。

本發明將貪心算法融入到電池儲能電站的控制方法中。貪心算法是一種簡單、易實現的求解策略，其核心是根據具體目標函數選取一種最優量度標準。如果針對具體問題能夠設計出好的量度標準及選取方案，用貪心策略求解工程實際問題將變得非常實用有效。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明的目的之一在于提供一種安全穩定、便于操作實現的基于貪心策略的電池儲能電站實時功率控制方法。

本發明的控制方法是通過下述技術方案實現的：

一種基于貪心策略的電池儲能電站功率控制方法，包括以下步驟：

A、實時讀取電池儲能電站的相關數據，并對上述數據進行存儲；

B、實時確定出電池儲能電站中參與功率分配的儲能機組；

C、計算出參與功率分配的儲能機組功率命令值；

D、將參與功率分配的儲能機組的功率命令值進行存儲后輸出。

進一步地，在步驟A中，所述電池儲能電站的相關數據包括：電池儲能電站總功率需求以及電池儲能電站中各儲能機組的額定功率、可控狀態值、最大允許工作功率比例值、荷電狀態值和最大允許工作功率等等；當電池儲能電站總功率需求為正值時，所述最大允許工作功率即為最大允許放電功率，當電池儲能電站總功率需求為正值時，所述最大允許工作功率即為最大允許充電功率。

進一步地，在步驟B中，建立下式中的0-1整數規劃模型作為判斷各儲能機組是否參與本次功率分配的目標函數，并通過各儲能機組的決策變量確定參與本次功率分配的儲能機組：目標函數：

進一步地，在步驟B中，計算各儲能機組的決策變量的方法包括：

步驟B1、將電池儲能電站中所有儲能機組的初始決策變量均設為1；

步驟B2、通過儲能機組的決策變量、可控狀態值、最大允許工作功率比例值和最大允許工作功率四者間的乘積占該儲能機組額定功率的比值，求取各儲能機組的當前可用工作功率特征值；

步驟B3、從決策變量為1的各儲能機組中選出當前可用工作功率特征值最小的儲能機組；

步驟B4、判斷步驟B3選出的儲能機組是否滿足總功率需求預設規則，如果滿足，則將相應儲能機組的決策變量設為0后，繼續重復步驟B3；否則，執行步驟B5(即：如果將選出的第一個儲能機組除去就不滿足該判斷基準，就相當于所有機組都參與功率分配)。

步驟B5、基于各儲能機組的決策變量，確定出參與本次功率分配的儲能機組。

進一步地，在步驟C中，計算出參與功率分配的各儲能機組功率命令值的具體方法包括：

步驟C1、利用步驟B所得各儲能機組的決策變量，并基于相應儲能機組的荷電狀態值，計算出參與功率分配的各儲能機組功率命令值；

步驟C2、設置越限條件，并基于越限條件判斷步驟C1中各儲能機組的功率命令值是否有違反其最大允許工作功率限制的情況，如果有，則執行步驟C3；否則跳轉至步驟C4；

步驟C3、重新計算參與功率分配的各儲能機組功率命令值；

步驟C4、將步驟C1所得各儲能機組功率命令值設置為其最終功率命令值。

進一步地，在步驟D中，將步驟C計算出的各儲能機組功率命令值進行存儲后輸出至外部監控平臺，以執行對電池儲能電站的功率控制，同時實現對電池儲能電站的實時功率控制功能。