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一种混合储能控制方法及系统

文献发布时间:2023-06-19 18:37:28


一种混合储能控制方法及系统

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域,更具体地说,涉及一种混合储能控制方法及系统。

背景技术

风电固有的波动性、间歇性、随机性,导致其规模化并网危及电网运行的安全稳定,对电网调频和调峰带来很大挑战。为保证电网运行的安全稳定,一般会使用能够实现电能的时空转移的储能系统,平抑风电功率波动、促进风电消纳。

其中,为满足电力系统中不同应用乘积下对储能的需求,一般会使用混合储能系统,充分发挥不同类型储能的优势,达到满足电网需求并且具备良好的经济性的目的。

目前一般采用分频算法将混合储能功率响应需求分为高频分量和低频分量,然后分别将高频分量和低频分量分配给混合储能系统中不同类型的储能单元。但是,上述高频分量和低频分量可能存在一正一负的情况,导致不同类型的储能单元存在充放电状态不一致,造成能量损耗增加和储能寿命衰减。

发明内容

本申请提供如下技术方案:

本申请一方面提供一种混合储能控制方法,包括:

获得风电功率数据;

基于所述风电功率数据,获得储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率,所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的类型不同;

若基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率确定出所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电状态不一致,则基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率,确定所述储能系统的充放电功率;

为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配所述储能系统的充放电功率,得到所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率;

将所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电功率调整为其分配到的充放电功率。

可选的,获得风电功率数据,包括:

获得历史风电功率数据,基于所述历史风电功率数据预测在当前时刻之后的一段时间内的未来风电功率数据;

将所述历史风电功率数据和所述未来风电功率数据组成风电功率数据。

可选的,基于所述风电功率数据,获得储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率,包括:

从所述风电功率数据中提取用于风电并网供电的第一目标风电功率数据;

从所述风电功率数据中减去所述第一目标风电功率数据,得到第二目标风电功率数据;

对所述第二目标风电功率数据进行分频,得到储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率。

可选的,为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配所述储能系统的充放电功率,得到所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率,包括:

若所述第一充放电功率的绝对值大于所述第二充放电功率的绝对值,将所述储能系统的充放电功率全部分配给所述第一储能单元组;

若所述第一充放电功率的绝对值不大于所述第二充放电功率的绝对值,将所述储能系统的充放电功率全部分配给所述第二储能单元组。

可选的,所述基于所述风电功率数据,获得储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率之后,还包括:

获得所述第一储能单元组中各个第一储能单元的第一剩余容量表征值和/或第一温度值,所述第二储能单元中各个第二储能单元的第二剩余容量表征值和/或第二温度值;

基于所述第一剩余容量表征值和/或所述第一温度值确定所述第一储能单元的充放电功率限值,基于所述第二剩余容量表征值和/或所述第二温度值确定所述第二储能单元的充放电功率限值;

基于各个所述第一储能单元的充放电功率限值,调整所述第一储能单元组的第一充放电功率,基于各个所述第二储能单元的充放电功率限值,调整所述第二储能单元组的第二充放电功率。

可选的,基于所述第一剩余容量表征值和第一温度值确定所述第一储能单元的充放电功率限值,基于所述第二剩余容量表征值和第二温度值确定所述第二储能单元的充放电功率限值,包括:

基于所述第一剩余容量表征值,确定所述第一储能单元的第一充放电功率限值,基于所述第二剩余容量表征值,确定所述第二储能单元的第二充放电功率限值;

基于所述第一温度值,确定所述第一储能单元的第三充放电功率限值,基于所述第二温度值,确定所述第二储能单元的第四充放电功率限值;

比较所述第一充放电功率限值和所述第三充放电功率限值,将两者中最小值确定为所述第一储能单元的充放电功率限值;

比较所述第二充放电功率限值和所述第四充放电功率限值,将两者中最小值确定为所述第二储能单元的充放电功率限值。

可选的,基于所述第一剩余容量表征值确定所述第一储能单元的充放电功率限值,基于所述第二剩余容量表征值确定所述第二储能单元的充放电功率限值,包括:

基于所述第一充放电功率,确定所述第一储能单元组中各个第一储能单元的充放电功率,基于所述第二充放电功率,确定所述第二储能单元组中各个第二储能单元的充放电功率;

基于所述第一储能单元和所述第二储能单元的充放电功率确定所述第一储能单元和所述第二储能单元的充放电状态;

基于所述第一剩余容量表征值、所述第一储能单元的充放电功率及所述第一储能单元的充放电状态对应的设定警戒容量表征值范围,确定所述第一储能单元的充放电功率限值;

基于所述第二剩余容量表征值、所述第二储能单元的充放电功率及所述第二储能单元的充放电状态对应的设定警戒容量表征值范围,确定所述第二储能单元的充放电功率限值。

可选的,所述基于所述第一温度值确定所述第一储能单元的充放电功率限值,基于所述第二温度值确定所述第二储能单元的充放电功率限值,包括:

基于所述第一充放电功率,确定所述第一储能单元组中各个第一储能单元的充放电功率,基于所述第二充放电功率,确定所述第二储能单元组中各个第二储能单元的充放电功率;

基于所述第一温度值、所述第二温度值、所述第一储能单元的充放电功率、所述第二储能单元的充放电功率和设定温度值范围,确定所述第一储能单元的充放电功率限值和所述第二储能单元的充放电功率限值。

可选的,所述方法还包括:

将目标储能单元组划分为充电组和放电组,所述充电组用于充电,所述放电组用于放电,所述目标储能单元组为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组中调整后的充放电功率与所述储能系统的充放电功率一致的储能单元组;

若所述目标储能单元组的充放电功率大于零且不大于最大放电功率限值,保持所述充电组不变,从所述放电组中选取n个储能单元,将所述目标储能单元组的充放电功率分配给所述n个储能单元;

若所述目标储能单元组的充放电功率大于所述最大放电功率限值,从所述充电组中选择m个储能单元,将所述m个储能单元从所述充电组转移至所述放电组,得到更新后的放电组,将所述目标储能单元组的充放电功率分配给所述更新后的放电组中全部储能单元;

若所述目标储能单元组的充放电功率小于零且不小于最大充电功率限值,保持所述放电组不变,从所述充电组中选取i个储能单元,将所述目标储能单元组的充放电功率分配给所述i个储能单元;

若所述目标储能单元组的充放电功率小于所述最大充电功率限值,从所述放电组中选择j个储能单元,将所述j个储能单元从所述放电组转移至所述充电组,得到更新后的充电组,将所述目标储能单元组的充放电功率分配给所述更新后的充电组中全部储能单元。

可选的,所述方法还包括:

若所述充电组或所述放电组中储能单元的剩余容量表征值达到设定充放电转换剩余容量表征限值,将所述储能单元转移至对方组。

本申请另一方面提供一种混合储能控制系统,包括:

第一获得模块,用于获得风电功率数据;

第二获得模块,用于基于所述风电功率数据,获得储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率,所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的类型不同;

确定模块,用于若基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率确定所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电状态不一致,基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率,确定储能系统的充放电功率;

分配模块,用于为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配所述储能系统的充放电功率,得到所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率;

调整模块,用于将所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电功率调整为其分配到的充放电功率。

在本申请中,通过获得风电功率数据,基于所述风电功率数据,获得储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率,若基于第一充放电功率和第二充放电功率确定第一储能单元组和第二储能单元组的充放电状态不一致,基于第一充放电功率和第二充放电功率,确定储能系统的充放电功率,基于储能系统的充放电功率对第一充放电功率和第二充放电功率进行调整,以使得其中一储能单元组调整后的充放电功率与储能系统的充放电功率一致,另一储能单元组的充放电功率为零,保证利用其中一种储能单元组实现储能系统的储能效果,避免充放电状态不一致的两种储能单元组同时工作,减少整体能量损耗,延长储能单元寿命,增加储能系统可调空间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例1提供的一种混合储能控制方法的流程示意图;

图2为本申请实施例2提供的一种混合储能控制方法的流程示意图;

图3为本申请提供的一种储能单元的剩余容量范围示意图;

图4为本申请提供的一种储能单元的温度范围示意图;

图5为本申请实施例3提供的一种混合储能控制方法的流程示意图;

图6是本申请实施例4提供的一种混合储能控制方法的流程示意图;

图7是本申请提供的一种混合储能控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

为了解决上述问题,本申请提供了一种混合储能控制方法,接下来对本申请提供的混合储能控制方法进行介绍。

参照图1,为本申请实施例1提供的一种混合储能控制方法的流程示意图,如图1所示,该方法可以包括但并不局限于以下步骤:

步骤S11、获得风电功率数据。

本步骤可以包括但不局限于:

S111、获得历史风电功率数据,基于所述历史风电功率数据预测在当前时刻之后的一段时间内的未来风电功率数据。

本实施例中,对基于所述历史风电功率数据预测在当前时刻之后的一段时间内的未来风电功率数据的具体实施方式不做限制。

当前时刻之后的一段时间可以为但不局限于:当前时刻之后的N个周期。

S112、将所述历史风电功率数据和所述未来风电功率数据组成风电功率数据。

步骤S12、基于所述风电功率数据,获得储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率,所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的类型不同。

本步骤可以包括但不局限于:

S121、从所述风电功率数据中提取用于风电并网供电的第一目标风电功率数据。

本实施例中,可以采用但不局限于:低通滤波算法将所述风电功率数据分为低频部分C1和高频部分C2,将低频部分C1作为用于风电并网供电的第一目标风电功率数据。

S122、从所述风电功率数据中减去所述第一目标风电功率数据,得到第二目标风电功率数据。

本步骤可以包括但不局限于:

S1221、基于所述第一目标风电功率数据,构建风电并网功率目标曲线P

S1222、利用P

S123、对所述第二目标风电功率数据进行分频,得到储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率。

具体地,若第一储能单元组的类型可以为但不局限于锂电池,第二储能单元组的类型可以为但不局限于超级电容,本步骤可以包括但不局限于:对所述第二目标风电功率数据进行分频,得到低频部分P

步骤S13、若基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率确定出所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电状态不一致,则基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率,确定所述储能系统的充放电功率。

本实施例中,若所述第一充放电功率和所述第二充放电功率为一正一负,可以确定所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电状态不一致。若所述第一充放电功率为正,第一储能单元组为放电状态,所述第二充放电功率为负,第二储能单元组为充电状态;若所述第一充放电功率为负,第一储能单元组为充电状态,所述第二充放电功率为正,第二储能单元组为放电状态。

基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率,确定储能系统的充放电功率,可以包括但不局限于:

将所述第一充放电功率和所述第二充放电功率相加,得到储能系统的充放电功率。例如,若第一充放电功率为20千瓦,第二充放电功率为-10千瓦,储能系统的充放电功率为10千瓦。

步骤S14、为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配所述储能系统的充放电功率,得到所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率。

本步骤可以包括但不局限于:

S141、若所述第一充放电功率的绝对值大于所述第二充放电功率的绝对值,将所述储能系统的充放电功率全部分配给所述第一储能单元组。

可以理解的是,第二储能单元组分配到的充放电功率为零。

步骤S142、若所述第一充放电功率的绝对值不大于所述第二充放电功率的绝对值,将所述储能系统的充放电功率全部分配给所述第二储能单元组。

可以理解的是,第一储能单元分配到的充放电功率为零。

当然,本步骤也可以包括但不局限于:

S143、将所述储能系统的充放电功率分配给所述第一储能单元组和所述第二储能单元组,以使得所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率均不为零,且所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率之和等于所述储能系统的充放电功率。

本实施方式中,可以根据需要设置分配比例,按照分配比例将所述储能系统的充放电功率分配给所述第一储能单元组和所述第二储能单元组。例如,分配比例可以为但不局限于1:1,或者,分配比例可以为但不局限于2:1。

步骤S15、将所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电功率调整为其分配到的充放电功率。

对应步骤S141,本步骤可以包括:

S151、控制所述第一储能单元组从所述第一充放电功率调整为所述储能系统的充放电功率,且,所述第二储能单元组从所述第二充放电功率调整为零。

对应步骤S142,本步骤可以包括:

S152、控制所述第二储能单元组从所述第二充放电功率调整为所述储能系统的充放电功率,且,所述第一储能单元从所述第一充放电功率调整为零。

对应步骤S143,举例对步骤S15的具体实施方式进行说明,例如,若第一储能单元组的充放电功率为20千瓦,第二储能单元组的充放电功率为-10千瓦,第一储能单元组为放电状态,第二储能单元组为充电状态,储能系统整体为放电状态且放电功率为10千瓦,可以将储能系统的放电功率10千瓦分配给第一储能单元组和第二储能单元组,第一储能单元组和第二储能单元组各分配到5千瓦,控制第一储能单元组从20千瓦调整为5千瓦,且,第二单元组从-10千瓦调整为5千瓦。

在本实施例中,通过获得风电功率数据,基于所述风电功率数据,获得储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率,若基于第一充放电功率和第二充放电功率确定第一储能单元组和第二储能单元组的充放电状态不一致,基于第一充放电功率和第二充放电功率,确定储能系统的充放电功率,为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配所述储能系统的充放电功率,得到所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率,将所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电功率调整为其分配到的充放电功率,避免两种储能单元组以不一致的充放电状态工作,减少整体能量损耗,延长储能单元寿命。

其中,若所述第一充放电功率的绝对值大于所述第二充放电功率的绝对值,将所述储能系统的充放电功率全部分配给所述第一储能单元组,若所述第一充放电功率的绝对值不大于所述第二充放电功率的绝对值,将所述储能系统的充放电功率全部分配给所述第二储能单元组,可以保证利用其中一种储能单元组实现储能系统的储能效果,避免充放电状态不一致的两种储能单元组同时工作,减少整体能量损耗,延长储能单元寿命,增加储能系统可调空间。例如,若第一储能单元组的充放电功率为20千瓦,第二储能单元组的充放电功率为-10千瓦,第一储能单元组为放电状态,第二储能单元组为充电状态,储能系统整体为放电状态且放电功率为10千瓦,但是第一储能单元组和第二储能单元组同时工作,存在能量损耗高,储能寿命衰减,储能系统可调空间减小的问题,本申请通过控制第一储能单元组从20千瓦调整为10千瓦,第二储能单元组从-10千瓦调整为0,储能系统整体仍为放电状态且放电功率为10千瓦,且仅有第一储能单元组工作,可以降低能量损耗,延长储能寿命。若第一储能单元组的额定功率为100千瓦,第一储能单元组从20千瓦调整为10千瓦,使得第一储能组从可用空间80千瓦调整为90千瓦,可以提高储能系统可调空间。

作为本申请另一可选实施例,参照图2,为本申请实施例2提供的一种混合储能控制方法的流程示意图,本实施例主要是对上述实施例1描述的混合储能控制方法的细化方案,如图5所示,该方法可以包括但并不局限于以下步骤:

步骤S21、获得风电功率数据。

步骤S22、基于所述风电功率数据,获得储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率,所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的类型不同。

步骤S21-S22的详细过程可以参见实施例1中步骤S11-S12的相关介绍,在此不再赘述。

步骤S23、获得所述第一储能单元组中各个第一储能单元的第一剩余容量表征值和/或第一温度值,所述第二储能单元中各个第二储能单元的第二剩余容量表征值和/或第二温度值。

第一剩余容量表征值可以表征第一储能单元的剩余容量。第二剩余容量表征值可以表征第二储能单元的剩余容量。

第一剩余容量表征值可以为但不局限于:第一SOC值;第二剩余容量标志可以为但不局限于:第二SOC值。

步骤S24、基于所述第一剩余容量表征值和/或所述第一温度值确定所述第一储能单元的充放电功率限值,基于所述第二剩余容量表征值和/或所述第二温度值确定所述第二储能单元的充放电功率限值。

本实施例中,基于所述第一剩余容量表征值确定所述第一储能单元的充放电功率限值,基于所述第二剩余容量表征值确定所述第二储能单元的充放电功率限值,可以包括但不局限于:

S241、基于所述第一充放电功率,确定所述第一储能单元组中各个第一储能单元的充放电功率,基于所述第二充放电功率,确定所述第二储能单元组中各个第二储能单元的充放电功率。

S242、基于所述第一储能单元和所述第二储能单元的充放电功率确定所述第一储能单元和所述第二储能单元的充放电状态。

S243、基于所述第一剩余容量表征值、所述第一储能单元的充放电功率及所述第一储能单元的充放电状态对应的设定警戒容量表征值范围,确定所述第一储能单元的充放电功率限值。

本实施例中,可以预先设置过充警戒范围、正常范围、过放警戒范围,如图3所示,过充警戒范围的上限为SOC

若第一储能单元的充放电功率为放电功率,对应第一储能单元的充放电状态为放电状态,其对应的设定警戒容量表征值范围为过放警戒范围,步骤S243可以包括:

将第一剩余容量表征值和第一储能单元的放电功率代入如下关系式一,得到第一储能单元的放电功率限值:

其中,P′

若第一储能单元的充放电功率为充电功率,对应第一储能单元的充放电状态为充电状态,其对应的设定警戒容量表征值范围为过充警戒范围,步骤S243可以包括:

将第一剩余容量表征值和第一储能单元的充电功率代入如下关系式二,得到第一储能单元的充电功率限值:

其中,P′

S244、基于所述第二剩余容量表征值、所述第二储能单元的充放电功率及所述第二储能单元的充放电状态对应的设定警戒容量表征值范围,确定所述第二储能单元的充放电功率限值。

若第二储能单元的充放电状态为放电状态,可以将第二剩余容量表征值和第二储能单元的放电功率代入上述关系式一,得到第二储能单元的充放电功率限值。

若第二储能单元的充放电状态为充电状态,可以将第二剩余容量表征值和第二储能单元的充电功率代入上述关系式一,得到第二储能单元的充放电功率限值。

本实施例中,所述基于所述第一温度值确定所述第一储能单元的充放电功率限值,基于所述第二温度值确定所述第二储能单元的充放电功率限值,可以包括但不局限于:

S245、基于所述第一充放电功率,确定所述第一储能单元组中各个第一储能单元的充放电功率,基于所述第二充放电功率,确定所述第二储能单元组中各个第二储能单元的充放电功率。

S246、基于所述第一温度值、所述第二温度值、所述第一储能单元的充放电功率、所述第二储能单元的充放电功率和设定温度值范围,确定所述第一储能单元的充放电功率限值和所述第二储能单元的充放电功率限值。

本实施例中,可以预先设置高温警戒范围、正常温度范围、低温警戒范围,如图4所示,高温警戒范围的上限为TEMP

本实施例中,主要是在温度偏高时限制充放电功率,因此设定温度值范围为上述高温警戒范围。

步骤S246可以包括但不局限于:

将第一温度值和第一储能单元的充放电功率或第二温度值和第二储能单元的充放电功率代入下述关系式三,得到第一储能单元的充放电功率限值或第二储能单元的充放电功率限值:

其中,P′

本实施例中,基于所述第一剩余容量表征值和第一温度值确定所述第一储能单元的充放电功率限值,基于所述第二剩余容量表征值和第二温度值确定所述第二储能单元的充放电功率限值,可以包括但不局限于:

S247、基于所述第一剩余容量表征值,确定所述第一储能单元的第一充放电功率限值,基于所述第二剩余容量表征值,确定所述第二储能单元的第二充放电功率限值。

步骤S247的详细过程可以参见步骤S241-S244的相关介绍,在此不再赘述。

S248、基于所述第一温度值,确定所述第一储能单元的第三充放电功率限值,基于所述第二温度值,确定所述第二储能单元的第四充放电功率限值。

步骤S248的详细过程可以参见步骤S245-S246的相关介绍,在此不再赘述。

S249、比较所述第一充放电功率限值和所述第三充放电功率限值,将两者中最小值确定为所述第一储能单元的充放电功率限值。

S2410、比较所述第二充放电功率限值和所述第四充放电功率限值,将两者中最小值确定为所述第二储能单元的充放电功率限值。

步骤S25、基于各个所述第一储能单元的充放电功率限值,调整所述第一储能单元组的第一充放电功率,基于各个所述第二储能单元的充放电功率限值,调整所述第二储能单元组的第二充放电功率。

本实施例中,可以将各个所述第一储能单元的充放电功率限值相加,得到第一储能单元组的第一充放电功率限值,基于第一储能单元组的第一充放电功率限值,调整所述第一储能单元组的第一充放电功率,以使得第一储能单元组调整后的第一充放电功率不大于第一充放电功率限值。

本实施例中,可以将各个所述第二储能单元的充放电功率限值相加,得到第二储能单元组的第二充放电功率限值,基于第二储能单元组的第二充放电功率限值,调整所述第二储能单元组的第二充放电功率,以使得第二储能单元组调整后的第二充放电功率不大于第二充放电功率限值。

步骤S26、若基于调整后的第一充放电功率和调整后的第二充放电功率确定出所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电状态不一致,则基于调整后的第一充放电功率和调整后的第二充放电功率,确定储能系统的充放电功率。

本实施例中,可以将调整后的第一充放电功率和调整后的第二充放电功率相加,得到储能系统的充放电功率。

步骤S27、为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配所述储能系统的充放电功率,得到所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率。

步骤S27的详细过程可以参见实施例1中步骤S14的相关介绍,在此不再赘述。

步骤S28、将所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的调整后的充放电功率调整为其分配到的充放电功率。

本步骤采用和实施例1中步骤S15相同的方式调整所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的调整后的充放电功率,在此不再赘述。

在本实施例中,若基于第一充放电功率和第二充放电功率确定第一储能单元组和第二储能单元组的充放电状态不一致,基于第一充放电功率和第二充放电功率,确定储能系统的充放电功率,并基于各个第一储能单元和第二储能单元的剩余容量表征值和/或温度值,确定第一储能单元和第二储能单元的充放电功率限值,基于充放电功率限值修正第一充放电功率和第二充放电功率,保证储能系统的充放电功率在合理范围内,保证储能系统的安全高效运行,在此基础上,为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配所述储能系统的充放电功率,得到所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率,将所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的调整后的充放电功率调整为其分配到的充放电功率,避免两种储能单元组以不一致的充放电状态工作,减少整体能量损耗,延长储能单元寿命。

作为本申请另一可选实施例,参照图5,为本申请实施例3提供的一种混合储能控制方法的流程示意图,本实施例主要是对上述实施例1描述的混合储能控制方法的扩展方案,如图5所示,该方法可以包括但并不局限于以下步骤:

步骤S31、获得风电功率数据。

步骤S32、基于所述风电功率数据,获得储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率,所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的类型不同。

步骤S33、若基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率确定所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电状态不一致,基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率,确定储能系统的充放电功率。

步骤S34、为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配所述储能系统的充放电功率,得到所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率。

步骤S35、将所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电功率调整为其分配到的充放电功率。

步骤S31-S35的详细过程可以参见实施例1中步骤S11-S15的相关介绍,在此不再赘述。

步骤S36、将目标储能单元组划分为充电组和放电组,所述充电组用于充电,所述放电组用于放电,所述目标储能单元组为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组中调整后的充放电功率与所述储能系统的充放电功率一致的储能单元组。

将目标储能单元组划分为充电组和放电组可以包括但不局限于:

按照从大到小的顺序对目标储能单元组中各个储能单元的剩余容量表征值进行排序,将排列在前50%的储能单元组成放电组,将排列在后50%的储能单元组成充电组。

步骤S37、判断所述目标储能单元组的充放电功率大于零且不大于最大放电功率限值。

本实施例中,可以按照上述关系式一求解得到所述目标储能单元组中每个储能单元的放电功率限值,基于每个储能单元的放电功率限值得到目标储能单元组的最大放电功率限值。

若是,执行步骤S38;若否,执行步骤S39。

步骤S38、保持所述充电组不变,从所述放电组中选取N

从所述放电组中选取N

按照从大到小顺序对所述放电组中各个储能单元的放电功率限值排序,基于排序结果从排列在第1个的储能单元依次开始选取储能单元,直至选取出的N

步骤S39、判断所述目标储能单元组的充放电功率是否大于所述最大放电功率限值。

若是,执行步骤S310;若否,执行步骤S311。

步骤S310、从所述充电组中选择N

从所述充电组中选择N

按照从大到小顺序对所述充电组中各个储能单元的放电功率限值排序,基于排序结果从排列在第1个的储能单元依次开始选取储能单元,直至选取出的N

步骤S311、判断所述目标储能单元组的充放电功率是否小于零且不小于最大充电功率限值。

本实施例中,可以按照上述关系式二求解得到所述目标储能单元组中每个储能单元的充电功率限值,基于每个储能单元的充电功率限值得到目标储能单元组的最大充电功率限值。

若是,执行步骤S312;若否,执行步骤S313。

步骤S312、保持所述放电组不变,从所述充电组中选取N

从所述充电组中选取N

按照从大到小顺序对所述充电组中各个储能单元的充电功率限值排序,基于排序结果从排列在第1个的储能单元依次开始选取储能单元,直至选取出的N

步骤S313、判断所述目标储能单元组的充放电功率小于所述最大充电功率限值。

若是,执行步骤S314。

步骤S314、从所述放电组中选择N

从所述放电组中选择N

按照从大到小顺序对所述放电组中各个储能单元的充电功率限值排序,基于排序结果从排列在第1个的储能单元依次开始选取储能单元,直至选取出的Nt

在本实施例中,通过获得风电功率数据,基于所述风电功率数据,获得储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率,若基于第一充放电功率和第二充放电功率确定第一储能单元组和第二储能单元组的充放电状态不一致,基于第一充放电功率和第二充放电功率,确定储能系统的充放电功率,为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配所述储能系统的充放电功率,得到所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率,将所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电功率调整为其分配到的充放电功率,避免两种储能单元组以不一致的充放电状态工作,减少整体能量损耗,延长储能单元寿命,增加储能系统可调空间。

并且,通过将目标储能单元组划分为充电组和放电组,并通过相应的协调控制策略,对充电组和/或放电组的充放电功率进行调整,在保证同一类型储能单元组额定功率不变的前提下减少内部储能单元的充、放电转换次数,实现延长储能单元使用寿命的目的。

作为本申请另一可选实施例,参照图6,为本申请实施例4提供的一种混合储能控制方法的流程示意图,本实施例主要是对上述实施例3描述的混合储能控制方法的扩展方案,如图6所示,该方法可以包括但并不局限于以下步骤:

步骤S41、获得风电功率数据。

步骤S42、基于所述风电功率数据,获得储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率,所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的类型不同。

步骤S43、若基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率确定所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电状态不一致,基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率,确定储能系统的充放电功率。

步骤S44、为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配所述储能系统的充放电功率,得到所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率、

步骤S45、将所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电功率调整为其分配到的充放电功率。

步骤S46、将目标储能单元组划分为充电组和放电组,所述充电组用于充电,所述放电组用于放电,所述目标储能单元组为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组中调整后的充放电功率与所述储能系统的充放电功率一致的储能单元组。

步骤S41-S46的详细过程可以参见实施例3中步骤S31-S36的相关介绍,在此不再赘述。

步骤S47、判断所述充电组或所述放电组中储能单元的剩余容量表征值是否达到设定充放电转换剩余容量表征限值。

设定充放电转换剩余容量表征限值可以根据需要进行设置,在本申请中不做限制。

若是,执行步骤S48;若否,执行步骤S49。

步骤S48、将所述储能单元转移至对方组。

若所述储能单元为所述放电组中储能单元,将所述储能单元转移至充电组;若所诉储能单元为所述充电组中储能单元,将所述储能单元转移至放电组。

步骤S49、判断所述目标储能单元组的充放电功率大于零且不大于最大放电功率限值。

若是,执行步骤S410;若否,执行步骤S411。

步骤S410、保持所述充电组不变,从所述放电组中选取N

步骤S411、判断所述目标储能单元组的充放电功率是否大于所述最大放电功率限值。

若是,执行步骤S412;若否,执行步骤S413。

步骤S412、从所述充电组中选择N

步骤S413、判断所述目标储能单元组的充放电功率是否小于零且不小于最大充电功率限值。

若是,执行步骤S414;若否,执行步骤S415。

步骤S414、保持所述放电组不变,从所述充电组中选取N

步骤S415、判断所述目标储能单元组的充放电功率小于所述最大充电功率限值。

若是,执行步骤S416。

步骤S416、从所述放电组中选择N

步骤S49-S416的详细过程可以参见实施例3中步骤S37-S314的相关介绍,在此不再赘述。

下面对本申请实施例提供的混合储能控制系统进行描述,下文描述的混合储能控制系统与上文描述的混合储能控制方法可相互对应参照。

请参见图7,混合储能控制系统包括:第一获得模块100、第二获得模块200、确定模块300、分配模块400和调整模块500。

第一获得模块100,用于获得风电功率数据。

第二获得模块200,用于基于所述风电功率数据,获得储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率,所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的类型不同。

确定模块300,用于若基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率确定出所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电状态不一致,则基于所述第一充放电功率和所述第二充放电功率,确定储能系统的充放电功率。

分配模块400,用于为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配所述储能系统的充放电功率,得到所述第一储能单元组和所述第二储能单元组分配到的充放电功率。

调整模块500,用于将所述第一储能单元组和所述第二储能单元组的充放电功率调整为其分配到的充放电功率。

本实施例中,第一获得模块100,具体可以用于:

获得历史风电功率数据,基于所述历史风电功率数据预测在当前时刻之后的一段时间内的未来风电功率数据;

将所述历史风电功率数据和所述未来风电功率数据组成风电功率数据。

本实施例中,第二获得模块200,具体可以用于:

从所述风电功率数据中提取用于风电并网供电的第一目标风电功率数据;

从所述风电功率数据中减去所述第一目标风电功率数据,得到第二目标风电功率数据;

对所述第二目标风电功率数据进行分频,得到储能系统中第一储能单元组对应的第一充放电功率和第二储能单元组对应的第二充放电功率。

本实施例中,分配模块400,具体可以用于:

若所述第一充放电功率的绝对值大于所述第二充放电功率的绝对值,将所述储能系统的充放电功率全部分配给所述第一储能单元组;

若所述第一充放电功率的绝对值不大于所述第二充放电功率的绝对值,将所述储能系统的充放电功率全部分配给所述第二储能单元组。

本实施例中,混合储能控制系统还可以包括:

修正模块,用于:

获得所述第一储能单元组中各个第一储能单元的第一剩余容量表征值和/或第一温度值,所述第二储能单元中各个第二储能单元的第二剩余容量表征值和/或第二温度值;

基于所述第一剩余容量表征值和/或所述第一温度值确定所述第一储能单元的充放电功率限值,基于所述第二剩余容量表征值和/或所述第二温度值确定所述第二储能单元的充放电功率限值;

基于各个所述第一储能单元的充放电功率限值,调整所述第一储能单元组的第一充放电功率,基于各个所述第二储能单元的充放电功率限值,调整所述第二储能单元组的第二充放电功率。

修正模块基于所述第一剩余容量表征值和第一温度值确定所述第一储能单元的充放电功率限值,基于所述第二剩余容量表征值和第二温度值确定所述第二储能单元的充放电功率限值的过程,具体包括:

基于所述第一剩余容量表征值,确定所述第一储能单元的第一充放电功率限值,基于所述第二剩余容量表征值,确定所述第二储能单元的第二充放电功率限值;

基于所述第一温度值,确定所述第一储能单元的第三充放电功率限值,基于所述第二温度值,确定所述第二储能单元的第四充放电功率限值;

比较所述第一充放电功率限值和所述第三充放电功率限值,将两者中最小值确定为所述第一储能单元的充放电功率限值;

比较所述第二充放电功率限值和所述第四充放电功率限值,将两者中最小值确定为所述第二储能单元的充放电功率限值。

修正模块基于所述第一剩余容量表征值确定所述第一储能单元的充放电功率限值,基于所述第二剩余容量表征值确定所述第二储能单元的充放电功率限值的过程,具体可以包括:

基于所述第一充放电功率,确定所述第一储能单元组中各个第一储能单元的充放电功率,基于所述第二充放电功率,确定所述第二储能单元组中各个第二储能单元的充放电功率;

基于所述第一储能单元和所述第二储能单元的充放电功率确定所述第一储能单元和所述第二储能单元的充放电状态;

基于所述第一剩余容量表征值、所述第一储能单元的充放电功率及所述第一储能单元的充放电状态对应的设定警戒容量表征值范围,确定所述第一储能单元的充放电功率限值;

基于所述第二剩余容量表征值、所述第二储能单元的充放电功率及所述第二储能单元的充放电状态对应的设定警戒容量表征值范围,确定所述第二储能单元的充放电功率限值。

修正模块基于所述第一温度值确定所述第一储能单元的充放电功率限值,基于所述第二温度值确定所述第二储能单元的充放电功率限值的过程,具体可以包括:

基于所述第一充放电功率,确定所述第一储能单元组中各个第一储能单元的充放电功率,基于所述第二充放电功率,确定所述第二储能单元组中各个第二储能单元的充放电功率;

基于所述第一温度值、所述第二温度值、所述第一储能单元的充放电功率、所述第二储能单元的充放电功率和设定温度值范围,确定所述第一储能单元的充放电功率限值和所述第二储能单元的充放电功率限值。

本实施例中,混合储能控制系统还可以包括:

功率分配模块,用于:

将目标储能单元组划分为充电组和放电组,所述充电组用于充电,所述放电组用于放电,所述目标储能单元组为所述第一储能单元组和所述第二储能单元组中调整后的充放电功率与所述储能系统的充放电功率一致的储能单元组;

若所述目标储能单元组的充放电功率大于零且不大于最大放电功率限值,保持所述充电组不变,从所述放电组中选取n个储能单元,将所述目标储能单元组的充放电功率分配给所述n个储能单元;

若所述目标储能单元组的充放电功率大于所述最大放电功率限值,从所述充电组中选择m个储能单元,将所述m个储能单元从所述充电组转移至所述放电组,得到更新后的放电组,将所述目标储能单元组的充放电功率分配给所述更新后的放电组中全部储能单元;

若所述目标储能单元组的充放电功率小于零且不小于最大充电功率限值,保持所述放电组不变,从所述充电组中选取i个储能单元,将所述目标储能单元组的充放电功率分配给所述i个储能单元;

若所述目标储能单元组的充放电功率小于所述最大充电功率限值,从所述放电组中选择j个储能单元,将所述j个储能单元从所述放电组转移至所述充电组,得到更新后的充电组,将所述目标储能单元组的充放电功率分配给所述更新后的充电组中全部储能单元。

本实施例中,功率分配模块还可以用于:

若所述充电组或所述放电组中储能单元的剩余容量表征值达到设定充放电转换剩余容量表征限值,将所述储能单元转移至对方组。

最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术分类

06120115632349