[發明專利]混合儲能功率分配方法及系統

有效

• 申請號: 201810800204.1
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN108879743B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 李學斌;張燚;陳海波;劉劍;陳世龍
• 申請（專利權）人: 天津津電供電設計所有限公司;中國能源建設集團天津電力設計院有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳迪

本發明提供了混合儲能功率分配方法及系統，涉及功率控制技術領域，包括：采用二階濾波的方法，將功率型儲能器件應補償功率中的低頻功率分量進行濾除，得到對應的高頻功率指令；根據能量型儲能器件應補償功率和高頻功率指令得到能量型儲能器件的低頻功率指令；通過功率型儲能器件提供高頻功率指令，根據高頻功率指令對儲能狀態進行控制，同時，通過能量型儲能器件提供低頻功率指令。本發明通過構造二階濾波將高頻功率指令分配至功率型儲能器件，將低頻功率指令分配至能量型儲能器件，以延長能量型儲能器件的使用壽命和功率型儲能器件的最佳荷電狀態，簡化儲能系統控制策略，減小功率型儲能器件的容量選擇，節省成本。

技術領域

本發明涉及功率控制技術領域，尤其是涉及混合儲能功率分配方法及系統。

背景技術

由于儲能原理的不同，鋰電池等能量型儲能器件的能量密度高、循環使用壽命低、承擔大功率放電的能力差，而超級電容等功率型儲能器件的功率密度高、循環壽命高、能量密度低、可承擔大功率放電。對此，有學者提出采用鋰電池與超級電容的混合系統，使儲能系統同時具有高能量密度和高功率密度、提高儲能系統的性能。

混合儲能系統中，能量型儲能器件和功率型儲能器件的實時功率分配是混合儲能系統需要首先解決的問題。在具體應用中，混合儲能系統承擔的功率指令可根據需求進行確定，如在平滑風電出力中補償其中高頻分量、或在獨立微電網中做主電源時維持系統功率平衡。目前，針對混合儲能系統內部功率分配的眾多方法中，基于功率波動性質的分配方法更符合混合儲能系統中各儲能器件的技術特點。

但是，該方法在交接頻率處，傳統低通濾波環節的輸出信號中可能含有較高的高頻信號分量，傳統高通濾波環節的輸出信號中可能含有較高的低頻信號分量。該低頻信號分量為超級電容的功率給定，較大的低頻功率會造成超級電容的過充或過放，其影響主要分為兩個方面，一是超級電容的過充或過放會降低超級電容承擔高頻功率的能力，二是為避免由于超級電容的過充和過放而選擇較大容量的超級電容，成本較高。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供混合儲能功率分配方法及系統，通過將高頻功率指令分配至功率型儲能器件，將低頻功率指令分配至能量型儲能器件，以延長功率型儲能器件的使用壽命和能量型儲能器件的最佳荷電狀態，簡化儲能系統控制策略，減小功率型儲能器件的容量選擇，節省成本。

第一方面，本發明實施例提供了一種混合儲能功率分配方法，其中，所述方法包括：

濾除步驟：采用二階濾波的方法，將功率型儲能器件應補償功率中的低頻功率分量進行濾除，得到對應的高頻功率指令；

計算步驟：根據能量型儲能器件應補償功率和所述高頻功率指令得到能量型儲能器件的低頻功率指令；

分配步驟：通過功率型儲能器件提供所述高頻功率指令，根據所述高頻功率指令對儲能狀態進行控制，同時，通過能量型儲能器件提供所述低頻功率指令。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，在所述濾除步驟中，所述功率型儲能器件應補償功率根據下式計算：

其中，P_{ins_SC}(s)為所述功率型儲能器件應補償功率，P_HESS(s)為功率指令，P_{ins_LB}(s)為所述能量型儲能器件應補償功率，s為復數域的復變量，T為濾波時間常數。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述能量型儲能器件應補償功率根據下式計算：

其中，P_{ins_LB}(s)為所述能量型儲能器件應補償功率，P_HESS(s)為功率指令，s為復數域的復變量，T為濾波時間常數。