一种用于季节性负荷的可移动式模块化储能投切配置方法

技术领域

本发明涉及一种用于季节性负荷的可移动式模块化储能投切配置方法，应用在配电网中分布式储能容量分配技术领域。

背景技术

公知的，分布式储能在应急供电、新能源消纳、配电等效扩容、以及电能质量提升等多种场景下有着广泛的应用价值，在提高配网供电质量、用户用电品质方面有巨大的潜能。同时随着可再生能源装机规模的快速增加以及储能技术成本的快速下降和储能系统生产供应能力的快速提升，为电网级储能解决方案的实施提供了强有力的保障，确保储能在解决电力系统容量短缺、提高清洁能源利用效率、应对输配电扩容升级的过程中发挥日益重要的作用。

然而，受限于分布式储能系统空间分散、潜在数量庞大、功能容量需求随目标场景变化显著等因素，其在应用过程中常出现临时快速组网、灵活扩容、甚至功能按需配置等需求，这些都对分布式储能的规模化应用提出了很大的挑战。因此对于配电网而言，如何寻求经济性、维护性、安全性、灵活性等多方面需求的平衡仍是亟待研究解决的技术问题。

有公开(公告)号为CN105356842B的发明专利公开了一种光伏电池与储能装置相结合的模块化装置，并具体公开了将一个光伏电池组件(即光伏电池单元1)和一个储能元件(即储能单元3)结合在一起构成一个模块化装置，再将多个模块化装置串连在一起来实现发电、储能运行，一个光伏电池组件或一个储能元件处于非正常运行状态(包含故障状态)时，该光伏电池组件或储能元件只会影响其自身所在的模块化装置的控制方案和运行状态，不会影响到其他模块化装置的控制和运行，进而提高了整体运行的安全性和可靠性。但其并未解决如何根据季节性负荷实现灵活扩容以及将功能按需进行投切配置等技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于季节性负荷的可移动式模块化储能投切配置方法，以应对季节性负荷大量投入配电网所带来的电力高峰需求，考虑储能配电系统中储能电池的荷电状态及配电网端电压、两种非正常工作所持续的时间这三个关键因素来决定是否增加或减少模块化储能设备的容量配置，其中储能系统能够容忍的非正常工作时间又由总季节性负荷的投入时间、总季节性负荷在储能系统中的容量占比以及储能系统非正常工作的严重程度来决定。

本发明的技术方案如下：

一种用于季节性负荷的可移动式模块化储能投切配置方法，包括以下步骤：

步骤1：检测储能电池荷电状态(State Of Charge)SOC；

步骤2：确定配电网端电压的额定幅值U

步骤3：检测季节性负荷的投入情况，若无季节性负荷投入，则回到步骤1，若有季节性负荷投入，则进入以下步骤；

步骤4：若储能电池的荷电状态与配电网端电压幅值同时进入预先设置的非正常工作区间，则开始记录两种状态非正常工作的持续时间t；

步骤5：确定总季节性负荷的存在时间为x小时；

步骤6：检测储能系统原额定容量P

步骤7：根据储能系统原额定容量P

步骤8：根据步骤1、2所得到的储能电池荷电状态SOC、配电网端电压幅值U、两种非正常工作状态所持续的时间t、总季节性负荷的存在时间x以及步骤5所得到得负荷系数m进一步通过判断模块化储能设备的投切情况；

步骤9：将采用上述根据季节性负荷调整模块化储能容量配置方法应用于配电网上，可根据季节性负荷的投入情况，实时增加或减小模块化储能的容量配置以实现分布式储能在应急供电、新能源消纳、配电等效扩容等方面的价值。

具体分配方法如下：

1)当0.3

2)当0.1

3)当0.1

4)当SOC<0.1且0.9U

5)当SOC<0.1且U<0.9U

6)当SOC>0.8且U>1.1U

本发明具有如下有益效果：

1.本发明针对分布式储能在应急供电、新能源消纳、配电等效扩容、提高配电网供电质量等方面的问题，提出了一套详细的分段式模块化储能容量配置的方法，储能系统可实时根据季节性负荷的投入情况以及当前储能电池的工作状态灵活实现储能系统的容量增减，实现储能设备从容量到功能的灵活搭配与现场配置，以延缓输配电系统投资、解决季节性负荷投入时的电力高峰需求，从而提高了储能系统的供电稳定性和可靠性。

2.本发明进一步地考虑储能配电系统中储能电池的荷电状态及配电网端电压、两种非正常工作所持续的时间这三个关键因素来决定是否增加或减少模块化储能设备的容量配置，其中储能系统能够容忍的非正常工作时间又由总季节性负荷的投入时间、总季节性负荷在储能系统中的容量占比以及储能系统非正常工作的严重程度来决定，通过综合考虑储能供电系统中的多种影响因素，进而合理分段规划了模块化储能装置的投入与切除方案，提高了储能能源的利用效率、应对输配电扩容升级的过程发挥了重要作用。

附图说明

图1为本发明的系统工作示意图；

图2为本发明的系统工作流程图；

图3为本发明模块化储能容量配置结果图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

在介绍具体实施步骤前，先对所用到的变量做如下诠释：

(1)SOC：储能电池荷电状态；

(2)U

(3)U：配电网端电压幅值；

(4)t：储能电池荷电状态以及配电网端电压幅值同时进入规定的非正常工作模态所持续的时间；

(5)x：总季节性负荷的存在时间；

(6)P

(7)P

(8)m；所增加的季节性总负荷功率值相对于储能系统原额定容量的占比系数，这里称为负荷系数。

参见图1至图3所述的一种用于季节性负荷的可移动式模块化储能投切配置方法，具体实施步骤如下：

本方法考虑储能配电系统中储能电池的荷电状态及配电网端电压、两种非正常工作所持续的时间这三个关键因素来决定是否增加或减少模块化储能设备的容量配置，其中储能系统能够容忍的非正常工作时间又由总季节性负荷的投入时间、总季节性负荷在储能系统中的容量占比以及储能系统非正常工作的严重程度来决定。实现储能设备从容量到功能的灵活搭配与现场配置，以延缓输配电系统投资、解决季节性负荷投入时的电力高峰需求，从而提高了储能系统的供电稳定性。一种根据季节性负荷调整模块化储能容量配置的方法过程如下所述。

步骤1：如图1所示，检测储能电池荷电状态(State Of Charge)SOC；

步骤2：如图1所示，通过上级调度中心确定配电网端电压的额定幅值U

步骤3：如图1所示，通过上级调度中心检测季节性负荷的投入情况，若有季节性负荷投入则进行以下步骤，否则回到步骤1的工作；

步骤4：如图1所示，通过上级调度中心的检测结果判断储能电池的荷电状态与配电网端电压幅值是否同时进入了预先设置的非正常工作区间，若是则开始记录两种状态非正常工作的持续时间t；

步骤5：如图1所示，通过上级调度中心确定总季节性负荷的存在时间为x小时；

步骤6：如图1所示，通过上级调度中心检测储能系统原额定容量P

步骤7：如图1所示，计算所增加的季节性总负荷相对于储能系统原额定容量的所占比例m，计算公式如下：

m＝P

步骤8：如图2所示，根据所得到的储能电池荷电状态、配电网端电压幅值U、两种非正常工作状态所持续的时间t、总季节性负荷的存在时间x以及负荷系数m进一步通过如下具体的分配方法判断模块化储能设备的投切情况；

1)当0.3

2)当0.1

3)当0.1

4)当SOC<0.1且0.9U

5)当SOC<0.1且U<0.9U

6)当SOC>0.8且U>1.1U

步骤9：将采用上述根据季节性负荷调整模块化储能容量配置方法应用于配电网上，并根据季节性负荷的投入情况，实时增加或减小模块化储能的容量配置。

图3为采用上述根据季节性负荷调整模块化储能容量配置方法的结果图，此时假设总季节性负荷的存在时间为1000h，所增加的季节性总负荷相对于储能系统原额定容量的所占比例m为50％，根据容量配置的结果图可以看出，当0.3

综上所述，在该发明所述的控制方法下，更加适应新型电力系统的构建需要，储能可以灵活扩展、柔性控制，满足日益增加的用电“质”、“量”需求。模块化方案有助于数字赋能，行成可观测的信息流，易于控制和管理，促进电网智慧化发展。储能在源端的灵活切换可以对配电网中的模块化储能设备进行错峰调谷，均衡用电负荷，提高配电网末端供电能力，同时能够充分并高效地利用储能设备的容量，具有良好的经济性。该方法实用可行，具有较强的工程应用价值，能产生较好的经济效益。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。