[發明專利]飛輪儲能混合鋰電儲能的控制方法

在審

• 申請號: 201911294289.1
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110867878A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 尚德華;賈葳
• 申請（專利權）人: 上海豫源電力科技有限公司
• 主分類號: H02J3/30
• 分類號: H02J3/30;H02J3/32
• 代理公司: 北京壹川鳴知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11765
• 代理人: 賈彥虹

公開了一種飛輪儲能混合鋰電池儲能控制方法，包括：通過高通濾波控制將混合儲能系統功率指令P_HESS的高頻波動分量和非高頻波動分量分配給飛輪儲能和鋰電池儲能；基于鋰電池充放電狀態進行飛輪儲能荷電狀態調整；根據飛輪儲能和鋰電池儲能所處的荷電狀態區域和充放電狀態調整功率，實現過充過放保護配合；以盡可能滿足功率指令為目標限制所述飛輪儲能和鋰電池儲能的最大充放電功率。本申請實施例，可提高混合儲能系統整體性能，盡可能滿足外界對混合儲能系統的功率需求。

技術領域

本發明涉及新能源儲能以及電力系統儲能優化技術領域，尤其涉及一種飛輪儲能混合鋰電池儲能的控制方法。

背景技術

鋰電池其優點在于具有較高的能量存儲密度，能夠實現大容量能量存儲；缺點在于功率密度較低,難以實現大電流持續快速放電。飛輪優點在于具有較大的功率密度，充放電速度快、受溫度影響較小，充放電循環壽命可達10萬次以上。混合儲能技術就是將具有快速響應特性、循環周期壽命長的功率型儲能和具有大容量儲能特性的能量型儲能聯合使用、協調控制，最大限度地發揮各種儲能技術的長處，提高儲能系統的技術經濟優勢。

在混合儲能控制技術中，能量型儲能與功率型儲能的實時功率分配是首要問題。在具體應用中，混合儲能系統承擔的功率指令可根據不同需求進行確定，如在平滑風電出力中補償其中高頻分量、或在儲能聯合火電調頻中快速響應AGC指令并補償火電機組出力波動。根據確定的功率目標值，實現混合儲能系統功率指令在飛輪和鋰電池之間進行合理高效地分配，應考慮其各自的儲能特性。

在混合儲能系統中，鋰電池由于相對較短的循環周期壽命，要求其避免頻繁充放電切換，主要承擔系統功率指令中緩慢變化的非高頻波動部分。飛輪雖可在承擔系統功率指令的高頻波動部分而發揮其優勢，但能量密度低的缺點可能使其很快地接近儲能電量上下限，從而影響控制效果。因此需要兩個系統的協調控制，才能充分發揮混合儲能系統的性能。

一般的控制策略中，當飛輪儲能電量接近上限時，放電能力強、充電能力弱，對正向較大或驟增的P_HESS響應能力強，但對負向較大或驟減的P_HESS響應能力較弱；同理，接近下限時，充電能力強、放電能力弱，對負向較大或驟減的P_HESS響應能力強，但對正向較大或驟增的P_HESS響應能力較弱；兩種情況下均可能需要以鋰電池輸出功率大幅度變化甚至切換充放電狀態為代價完成響應。此外，若通過控制使飛輪儲能電量始終穩定在中間點，雖既能吸收能量、也能釋放能量，但相當于容量減半。

發明內容

為解決上述技術問題，期望提供一種新的飛輪儲能混合鋰電池儲能的控制方法。

根據本申請的一個方面，提供了一種飛輪儲能混合鋰電池儲能控制方法，包括：

通過高通濾波控制將混合儲能系統功率指令P_HESS的高頻波動分量和非高頻波動分量分配給飛輪儲能和鋰電池儲能；

基于鋰電池充放電狀態進行飛輪儲能荷電狀態調整；

根據飛輪儲能和鋰電池儲能所處的荷電狀態區域和充放電狀態調整功率，實現過充過放保護配合；

以盡可能滿足功率指令為目標限制所述飛輪儲能和鋰電池儲能的最大充放電功率。

根據本申請實施例，可提高混合儲能系統整體性能，盡可能滿足外界對混合儲能系統的功率需求。

附圖說明

圖1為本申請實施例所適用系統的示例性結構示意圖；

圖2為本申請實施例飛輪儲能混合鋰電池儲能的控制方法的流程示意圖；

圖3為本申請實施例中警戒設置的示例圖；

圖4為本申請實施例混合儲能總控制流程的示意圖。