[發(fā)明專利]用戶側(cè)分散儲(chǔ)能設(shè)備的實(shí)時(shí)功率分配系統(tǒng)和分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310365789.6
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN103427429A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉念;段力銘;張建華;劉宗歧
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/28
• 分類號(hào): H02J3/28;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京麟保德和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11428
• 代理人: 周愷豐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用戶側(cè)分散儲(chǔ)能設(shè)備的實(shí)時(shí)功率分配系統(tǒng)和分配方法。

背景技術(shù)

分散儲(chǔ)能設(shè)備是指設(shè)置在樓宇、商鋪、住宅以及小型發(fā)電站等各種場所的儲(chǔ)能裝置，可以把輸出不穩(wěn)定的風(fēng)力發(fā)電或太陽能電力充入到分散型蓄電系統(tǒng)中，使其平穩(wěn)地向系統(tǒng)輸出。而在電力消費(fèi)量激增（減）時(shí)，也可從分散儲(chǔ)能設(shè)備中瞬間輸出（存儲(chǔ)）電能，使電網(wǎng)電壓、頻率穩(wěn)定，還可以大幅降低二氧化碳的排放。隨著分布式發(fā)電的發(fā)展，與其配套的儲(chǔ)能規(guī)模的擴(kuò)大將為電力系統(tǒng)提供巨大的備用容量。另外，電動(dòng)汽車的普及使得以儲(chǔ)能電池為代表的分散儲(chǔ)能在參與電力系統(tǒng)的輔助調(diào)節(jié)上具有廣闊的前景，在智能電網(wǎng)的大環(huán)境下，分散儲(chǔ)能甚至將革命性的改變電力系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀。

然而，目前分散儲(chǔ)能的無序控制狀態(tài)不僅沒有對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行帶來上述效益，以電動(dòng)汽車并網(wǎng)充電為例，它反而影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。挖掘分散儲(chǔ)能對(duì)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)潛力，需要采用一定的技術(shù)手段對(duì)可控的分散儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行有效的能量管理。值得注意的是，大部分分散儲(chǔ)能設(shè)備并不屬于電網(wǎng)運(yùn)營商的資產(chǎn)，這就對(duì)分散儲(chǔ)能參與系統(tǒng)輔助調(diào)節(jié)帶來兩個(gè)難題：1）利用分散儲(chǔ)能進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)，如何兼顧用戶資產(chǎn)安全，保障分散儲(chǔ)能的安全運(yùn)行？2）即使在電力市場的激勵(lì)措施下也無法對(duì)所有分散儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行完全的調(diào)度控制，如何避免用戶的隨機(jī)行為影響分散儲(chǔ)能設(shè)備準(zhǔn)確執(zhí)行電力調(diào)度指令？

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提出一種用戶側(cè)分散儲(chǔ)能設(shè)備的實(shí)時(shí)功率分配系統(tǒng)和分配方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種用戶側(cè)分散儲(chǔ)能設(shè)備的實(shí)時(shí)功率分配系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括:電力調(diào)度中心，分散儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)和分散儲(chǔ)能設(shè)備；

所述電力調(diào)度中心與分散儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)相連；

所述分散儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)與分散儲(chǔ)能設(shè)備相連；

所述電力調(diào)度中心用于通過分散儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)向分散儲(chǔ)能設(shè)備發(fā)送包含有功功率和預(yù)調(diào)節(jié)時(shí)間的調(diào)節(jié)指令；

所述分散儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)用于判斷分散儲(chǔ)能設(shè)備是否具備執(zhí)行電力調(diào)度的調(diào)節(jié)能力，當(dāng)判斷分散儲(chǔ)能設(shè)備具備執(zhí)行電力調(diào)度的調(diào)節(jié)能力時(shí)，調(diào)節(jié)分散儲(chǔ)能設(shè)備的預(yù)期功率；

所述分散儲(chǔ)能設(shè)備用于計(jì)算預(yù)調(diào)節(jié)時(shí)間內(nèi)分散儲(chǔ)能設(shè)備的最大充電/放電功率并發(fā)送至分散儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)。

一種用戶側(cè)分散儲(chǔ)能設(shè)備的實(shí)時(shí)功率分配方法，其特征是所述方法包括：

步驟1：確定可用分散儲(chǔ)能設(shè)備的數(shù)量N和可用分散儲(chǔ)能設(shè)備的初始荷電狀態(tài)SOC；

步驟2：提取每個(gè)可用分散儲(chǔ)能設(shè)備的模型參數(shù)，包括指數(shù)區(qū)域電壓幅值、指數(shù)區(qū)域時(shí)間常數(shù)的倒數(shù)、極化電阻、電池電壓常數(shù)和電池內(nèi)阻；

步驟3：電力調(diào)度中心向每個(gè)可用分散儲(chǔ)能設(shè)備發(fā)送包含有功功率P_set和預(yù)調(diào)節(jié)時(shí)間T的調(diào)節(jié)指令；

步驟4：每個(gè)可用分散儲(chǔ)能設(shè)備計(jì)算在預(yù)調(diào)節(jié)時(shí)間T內(nèi)的最大充電/放電功率；

步驟5：判斷可用分散儲(chǔ)能設(shè)備是否具備執(zhí)行電力調(diào)度的調(diào)節(jié)能力，如果可用分散儲(chǔ)能設(shè)備具備執(zhí)行電力調(diào)度的調(diào)節(jié)能力，則執(zhí)行步驟8；否則，執(zhí)行步驟6；

判斷可用分散儲(chǔ)能設(shè)備是否具備執(zhí)行電力調(diào)度的調(diào)節(jié)能力具體為，當(dāng)有功功率P_set小于等于可用分散儲(chǔ)能設(shè)備在預(yù)調(diào)節(jié)時(shí)間T內(nèi)的最大充電/放電功率之和時(shí)，則分散儲(chǔ)能設(shè)備具備執(zhí)行電力調(diào)度的調(diào)節(jié)能力；

步驟6：將可用分散儲(chǔ)能設(shè)備在預(yù)調(diào)節(jié)時(shí)間T內(nèi)的最大充電/放電功率之和反饋至電力調(diào)度中心，電力調(diào)度中心重設(shè)有功功率P_set，并重新向可用分散儲(chǔ)能設(shè)備發(fā)送包含有功功率P_set和預(yù)調(diào)節(jié)時(shí)間T的調(diào)節(jié)指令；

步驟7：可用分散儲(chǔ)能設(shè)備接收電力調(diào)度中心的調(diào)度指令后，返回步驟4；

步驟8：計(jì)算每個(gè)可用分散儲(chǔ)能設(shè)備的預(yù)期功率，并將每個(gè)可用分散儲(chǔ)能設(shè)備的實(shí)際功率調(diào)節(jié)至預(yù)期功率。

所述提取可用分散儲(chǔ)能設(shè)備的模型參數(shù)具體包括：

子步驟101：采集可用分散儲(chǔ)能設(shè)備的充放電次數(shù)k；

子步驟102：將可用分散儲(chǔ)能設(shè)備等效為由q組單體電池組串聯(lián)組成的儲(chǔ)能電池，所述單體電池組由p個(gè)單體電池并聯(lián)而成；

子步驟103：調(diào)用每個(gè)單體電池的壽命測試數(shù)據(jù)曲線；

子步驟104：分別計(jì)算每個(gè)單體電池的電池內(nèi)阻和指數(shù)區(qū)域時(shí)間常數(shù)的倒數(shù)；

其中，所述單體電池的電池內(nèi)阻的計(jì)算公式為