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功率分配方法

文献发布时间:2024-04-18 19:58:53


功率分配方法

技术领域

本发明涉及储能领域,特别涉及一种功率分配方法。

背景技术

随着储能电站规模越来越大,储能电站包含的储能单元也越来越多,如何将功率响应需求分配至各储能单元显得尤为重要。目前储能单元功率分配方法主要是比例分配。比例分配是将功率响应需求按照各储能单元SOC调整范围之比分配至各储能单元。这种方式存在参与响应的储能单元数量多,系统效率低下的问题。

发明内容

鉴于上述问题,本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种功率分配方法。

一种功率分配方法,包括:

根据各储能单元的荷电状态,将各所述储能单元划分为充电组和放电组;

若功率响应需求的需求类型为放电需求,则根据所述功率响应需求的需求功率和各所述储能单元的最大放电功率,优先在所述放电组中分配相应的放电功率,其中,所分配的放电功率与所述需求功率一致;

若所述功率响应需求的需求类型为充电需求,则根据所述功率响应需求的需求功率和各所述储能单元的最大充电功率,优先在所述充电组中分配相应的充电功率,其中,所分配的充电功率与所述需求功率一致。

可选的,在某些可选的实施方式中,所述若功率响应需求的需求类型为放电需求,则根据所述功率响应需求的需求功率和各所述储能单元的最大放电功率,优先在所述放电组中分配相应的放电功率,包括:

若所述需求类型为所述放电需求,且所述需求功率满足第一条件,则为所述放电组和所述充电组所有的储能单元配置相应的放电功率,其中,所述第一条件为所述需求功率大于全部总放电功率,所述全部总放电功率等于所有所述储能单元的最大放电功率的总和,各储能单元配置的放电功率等于自身相应的最大放电功率;

若所述需求类型为所述放电需求,且所述需求功率不满足所述第一条件,则确定所述需求功率是否满足第二条件,其中,所述第二条件为所述需求功率大于放电组总放电功率并且所述需求功率小于所述全部总放电功率,所述放电组总放电功率等于所述放电组的各储能单元自身的最大放电功率的总和。

可选的,在某些可选的实施方式中,在所述确定所述需求功率是否满足第二条件之后,所述方法还包括:

若所述需求功率满足所述第二条件,则为所述放电组的所有储能单元配置相应的放电功率,且为所述充电组的部分储能单元配置相应的放电功率,所述充电组剩余的其他储能单元不配置放电功率;

若所述需求功率不满足所述第二条件,则确定所述需求功率是否满足第三条件,其中,所述第三条件为所述需求功率不大于所述放电组总放电功率并且所述需求功率大于所述放电组中排列在第一位的储能单元自身的最小放电功率。

可选的,在某些可选的实施方式中,所述为所述放电组的所有储能单元配置相应的放电功率,且为所述充电组的部分储能单元配置相应的放电功率,所述充电组剩余的其他储能单元不配置放电功率,包括:

配置所述放电组的各储能单元的放电功率为自身相应的最大放电功率;

按照荷电状态从大到小的顺序,从荷电状态最大的储能单元开始,配置所述充电组的部分储能单元的放电功率为自身相应的最大放电功率;

将配置了最大放电功率的所述充电组的储能单元从所述充电组转移至所述放电组;

配置所述充电组剩余的其他储能单元的放电功率为0。

可选的,在某些可选的实施方式中,在所述确定所述需求功率是否满足第三条件之后,所述方法还包括:

若所述需求功率满足所述第三条件,则基于所述放电组的各储能单元的高效功率范围,为所述放电组的储能单元配置相应的放电功率,所述充电组的储能单元不配置放电功率,其中,所述高效功率范围通过预先读取获得;

若所述需求功率不满足所述第三条件,则确定所述需求功率是否满足第四条件,其中,所述第四条件为所述需求功率不大于所述放电组中排列在第一位的储能单元自身的最小放电功率并且所述需求功率大于0。

可选的,在某些可选的实施方式中,所述基于所述放电组的各储能单元的高效功率范围,在所述放电组中分配相应的放电功率,包括:

按比例为所述放电组的各储能单元配置相应的放电功率;

针对所述放电组的任一储能单元,若所述储能单元配置的放电功率低于所述高效功率范围的放电功率下限值,则将所述储能单元配置的放电功率调整为所述放电功率下限值;

确定所述放电组的放电配置总功率是否大于所述需求功率,其中,所述放电配置总功率等于所述放电组的各储能单元配置的放电功率的总和;

若所述放电配置总功率大于所述需求功率,则将放电序列中的最后一个储能单元配置的放电功率调整为0,再次确定所述放电组的放电配置总功率是否大于所述需求功率,如此反复循环,直到所述放电组的放电配置总功率不大于所述需求功率为止,其中,所述放电序列由所述放电组中放电功率不为0的储能单元依次排列构成;

若所述放电组的放电配置总功率小于所述需求功率,则计算所述需求功率与所述放电组的放电配置总功率的差值作为第一功率差额,并将所述第一功率差额按比例叠加配置至所述放电序列的储能单元;

若所述放电序列的各储能单元配置的放电功率均不大于相应的最大放电功率,则完成放电功率的分配;

若所述放电序列中存在配置的放电功率大于相应的最大放电功率的储能单元,则计算所述储能单元配置的放电功率与相应的最大放电功率的差值作为第二功率差额,将所述储能单元配置的放电功率调整为相应的最大放电功率,并将所述第二功率差额按比例配置至所述储能单元之后的其他储能单元。

可选的,在某些可选的实施方式中,在所述确定所述需求功率是否满足第四条件之后,所述方法还包括:

若所述需求功率满足所述第四条件,则仅给所述放电组中排列在第一位的储能单元配置相应的放电功率,所述放电组的其余储能单元和所述充电组的储能单元均不配置放电功率;

若所述需求功率不满足所述第四条件,则确定所述需求功率是否满足第五条件,其中,所述第五条件为所述需求功率等于0。

可选的,在某些可选的实施方式中,在所述确定所述需求功率是否满足第五条件之后,所述方法还包括:

若所述需求功率满足所述第五条件,则将所述放电组和所述充电组的所有储能单元的放电功率配置为0。

可选的,在某些可选的实施方式中,所述若所述功率响应需求的需求类型为充电需求,则根据所述功率响应需求的需求功率和各所述储能单元的最大充电功率,优先在所述充电组中分配相应的充电功率,包括:

若所述需求类型为所述充电需求,且所述需求功率满足第六条件,则为所述充电组中排列在第一位的储能单元配置相应的充电功率,所述充电组剩余的其他储能单元和所述放电组的所有储能单元均不配置充电功率,其中,所述第六条件为所述需求功率不大于所述充电组中排列在第一位的储能单元自身的充电功率下限值;

若所述需求类型为所述充电需求,且所述需求功率不满足所述第六条件,则确定所述需求功率是否满足第七条件,其中,所述第七条件为所述需求功率大于所述充电组中排列在第一位的储能单元自身的充电功率下限值并且所述需求功率不大于所述充电组的最大充电总功率,其中,所述最大充电总功率等于所述充电组的各储能单元自身的最大充电功率的总和。

可选的,在某些可选的实施方式中,在所述确定所述需求功率是否满足第七条件之后,所述方法还包括:

若所述需求功率满足所述第七条件,则基于所述充电组的各储能单元的高效功率范围,在所述充电组中配置相应的充电功率,所述放电组的储能单元不配置充电功率,其中,所述高效功率范围通过预先读取获得;

若所述需求功率不满足所述第七条件,则确定所述需求功率是否满足第八条件,其中,所述第八条件为所述需求功率大于所述充电组的最大充电总功率并且所述需求功率小于全部充电总功率,所述全部充电总功率为所述充电组的最大充电总功率与所述放电组的最大充电总功率的总和。

可选的,在某些可选的实施方式中,所述基于所述充电组的各储能单元的高效功率范围,在所述充电组中配置相应的充电功率,包括:

按比例为所述充电组的各储能单元配置相应的充电功率;

针对所述充电组的任一储能单元,若所述储能单元配置的充电功率低于所述高效功率范围的充电功率下限值,则将所述储能单元配置的充电功率调整为所述充电功率下限值;

确定所述充电组的充电配置总功率是否大于所述需求功率,其中,所述充电配置总功率等于所述充电组的各储能单元配置的充电功率的总和;

若所述充电配置总功率大于所述需求功率,则将充电序列中的最后一个储能单元配置的充电功率调整为0,再次确定所述充电组的充电配置总功率是否大于所述需求功率,如此反复循环,直到所述充电组的充电配置总功率不大于所述需求功率为止,其中,所述充电序列由所述充电组中充电功率不为0的储能单元依次排列构成;

若所述充电组的充电配置总功率小于所述需求功率,则计算所述需求功率与所述充电组的充电配置总功率的差值作为第三功率差额,并将所述第三功率差额按比例叠加配置至所述充电序列的储能单元;

若所述充电序列的各储能单元配置的充电功率均不大于自身相应的最大充电功率,则完成充电功率的分配;

若所述充电序列中存在配置的充电功率大于自身相应的最大充电功率的储能单元,则计算所述储能单元配置的充电功率与自身相应的最大充电功率的差值作为第四功率差额,将所述储能单元配置的充电功率调整为自身相应的最大充电功率,并将所述第四功率差额按比例配置至所述储能单元之后的其他储能单元。

可选的,在某些可选的实施方式中,在所述确定所述需求功率是否满足第八条件之后,所述方法还包括:

若所述需求功率满足所述第八条件,则为所述充电组的所有储能单元配置相应的充电功率,为所述放电组的部分储能单元配置相应的充电功率,所述放电组剩余的其他储能单元不配置充电功率;

若所述需求功率不满足所述第八条件,则确定所述需求功率是否满足第九条件,其中,所述第九条件为所述需求功率大于所述全部充电总功率。

可选的,在某些可选的实施方式中,所述为所述充电组的所有储能单元配置相应的充电功率,为所述放电组的部分储能单元配置相应的充电功率,所述放电组剩余的其他储能单元不配置充电功率,包括:

配置所述充电组的各储能单元的充电功率为自身相应的最大充电功率;

按照荷电状态从小到大的顺序,从荷电状态最小的储能单元开始,配置所述放电组的部分储能单元的充电功率为自身相应的最大充电功率;

将配置了最大充电功率的所述放电组的储能单元从所述放电组转移至所述充电组;

配置所述充电组剩余的其他储能单元的充电功率为0。

可选的,在某些可选的实施方式中,在所述确定所述需求功率是否满足第九条件之后,所述方法还包括:

若所述需求功率满足所述第九条件,则配置所有所述储能单元的充电功率为自身相应的最大充电功率。

可选的,在某些可选的实施方式中,所述根据各储能单元的荷电状态,将各所述储能单元划分为充电组和放电组,包括:

根据各所述储能单元的荷电状态的大小,将各所述储能单元依次进行排序,其中,荷电状态较大的储能单元排在前面,荷电状态较小的储能单元排在后面;

将排在前N%的储能单元划分为放电组,将排在后1-N%的储能单元划分为充电组,其中,所述放电组的各储能单元按照荷电状态从小到大的顺序排列,所述充电组的各储能单元按照荷电状态从大到小的顺序排列。

可选的,在某些可选的实施方式中,在所述将排在前N%的储能单元划分为放电组,将排在后1-N%的储能单元划分为充电组之后,所述方法还包括:

若所述放电组中存在荷电状态不大于预设SOC下限值的第一储能单元,则将所述第一储能单元从所述放电组划分至所述充电组,并将所述第一储能单元排列在所述充电组的后面,以更新所述充电组和所述放电组;

若所述充电组中存在荷电状态不小于预设SOC上限值的第二储能单元,则将所述第二储能单元从所述充电组划分至所述放电组,并将所述第二储能单元排列在所述放电组的后面,以更新所述充电组和所述放电组。

借由上述技术方案,本发明提供的一种功率分配方法,可以根据各储能单元的荷电状态,将各所述储能单元划分为充电组和放电组;若功率响应需求的需求类型为放电需求,则根据所述功率响应需求的需求功率和各所述储能单元的最大放电功率,优先在所述放电组中分配相应的放电功率,其中,所分配的放电功率与所述需求功率一致;若所述功率响应需求的需求类型为充电需求,则根据所述功率响应需求的需求功率和各所述储能单元的最大充电功率,优先在所述充电组中分配相应的充电功率,其中,所分配的充电功率与所述需求功率一致。由此可以看出,本发明可以基于荷电状态,根据充放电需求优先分配相应的功率至储能单元,以降低每次参与功率分配的储能单元的数量,充放电效率较高,并且本发明可以提高储能单元的使用寿命。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:

图1示出了本发明提供的一种功率分配方法的流程图;

图2示出了本发明提供的一种功率分配装置的结构示意图;

图3示出了本发明提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示,本发明提供了一种功率分配方法,包括:S100、S200和S300;

S100、根据各储能单元的荷电状态,将各储能单元划分为充电组和放电组;

可选的,本发明可以应用于储能电池的管理系统,储能电池可以包括多个储能单元。本发明可以实时监控各储能单元的荷电状态(state ofcharge,SOC),以便于可以根据荷电状态进行后续功率分配。

可选的,储能电池一般有两种需求场景,一种是放电(即,储能电池对外放电),一种是充电(即,对储能电池进行充电)。对于放电而言,本发明可以实现以最少的储能单元参与放电,即可达到放电相应需求功率的效果。对于充电而言,本发明可以实现以最少的储能单元参与,即可达到充电相应需求功率的效果。

可选的,本发明对于根据各储能单元的荷电状态,将各储能单元划分为充电组和放电组的过程不做具体限制。例如,在某些可选的实施方式中,S100,包括:步骤1.1和步骤1.2;

步骤1.1、根据各储能单元的荷电状态的大小,将各储能单元依次进行排序,其中,荷电状态较大的储能单元排在前面,荷电状态较小的储能单元排在后面;

可选的,荷电状态一般是以百分数或者小数的形式体现,取值范围为0(0.00%)至1(100%)。本发明可以按照荷电状态从大到小的,将储能单元依次进行排序。即,荷电状态较大的储能单元排在前面,荷电状态较小的储能单元排在后面,以此得到储能单元序列。

步骤1.2、将排在前N%的储能单元划分为放电组,将排在后1-N%的储能单元划分为充电组,其中,所述放电组的各储能单元按照荷电状态从小到大的顺序排列,所述充电组的各储能单元按照荷电状态从大到小的顺序排列。

可选的,荷电状态越大,则说明相应储能单元所存储的电量越充足,可以优先用于对外放电;荷电状态越小,则说明相应储能单元所存储的电量越少,则可以优先对其进行充电。因此,在上述排列得到储能单元序列之后,本发明可以将排列在前面50%的储能单元划分为放电组,将排列在后面50%的储能单元划分为充电。即,本发明所说的N可以等于50。当然,本发明可以根据实际需要设定N为不同的值(0至100之间),本发明对此不做限制。

当然,除此之外,本发明还可以设定一个荷电状态阈值,将荷电状态大于荷电状态阈值的储能单元划分至放电组,将荷电状态小于荷电状态阈值的储能单元划分至充电组。在这种方式下,本发明可以先不执行步骤1.1的排序,直接将储能单元的荷电状态与荷电状态阈值进行比对即可。

可选的,在某些可选的实施方式中,在步骤1.2之后,方法还包括:步骤1.3和步骤1.4;

步骤1.3、若放电组中存在荷电状态不大于预设SOC下限值的第一储能单元,则将第一储能单元从放电组划分至充电组,并将第一储能单元排列在充电组的后面,以更新充电组和所述放电组;

步骤1.4、若充电组中存在荷电状态不小于预设SOC上限值的第二储能单元,则将第二储能单元从充电组划分至放电组,并将第二储能单元排列在放电组的后面,以更新充电组和所述放电组。

可选的,在划分的充电组和放电组中,相应储能单元均依然按照荷电状态从大到小的顺序依次进行排序。因此,对于放电组而言,本发明可以从荷电状态较大的储能单元开始,依次判断放电组的各储能单元的荷电状态是否不大于预设SOC下限值。若放电组的某一个储能单元的荷电状态不大于预设SOC下限值,则说明该储能单元的电量不是很充足,不适合优先用于放电。因此,本发明可以将该储能单元从放电组移除,并将该储能单元加入至充电组。

同理,对于充电组而言,本发明可以从荷电状态较大的储能单元开始,依次判断充电组的各储能单元的荷电状态是否不小于预设SOC上限值。若放电组的某一个储能单元的荷电状态不小于预设SOC上限值,则说明该储能单元的电量充足,适合优先用于放电。因此,本发明可以将该储能单元从充电组移除,并将该储能单元加入至放电组。

可选的,本发明可以按照上述方法,更新上述放电组和充电组之后,本发明可以进一步进行排序,使得所述放电组的各储能单元按照荷电状态从小到大的顺序排列,所述充电组的各储能单元按照荷电状态从大到小的顺序排列。

S200、若功率响应需求的需求类型为放电需求,则根据功率响应需求的需求功率和各储能单元的最大放电功率,优先在放电组中分配相应的放电功率;

其中,所分配的放电功率与需求功率一致;

可选的,如前所述,储能电池的场景包括充电需求和放电需求两种场景,对于放电需求的场景,本发明可以将对外放电的需求功率对应优先分配给放电组,以便于放电组优先执行相应的放电过程。例如,若需求功率为需要对外释放1000千瓦(KW)的功率,则可以优先将1000千瓦的功率分配给放电组,若放电组所有的储能单元共同放电能达到1000千瓦,则仅由放电组的全部或者部分储能单元进行放电;若放电组所有的储能单元共同放电不能达到1000千瓦,例如最大仅能达到800千瓦,则由放电组和充电组共同对外放电,其中,放电组释放800千瓦,充电组释放200千瓦。

即,在某些可选的实施方式中,S200,包括:步骤2.1和步骤2.2;

步骤2.1、若需求类型为放电需求,且需求功率满足第一条件,则为放电组和充电组所有的储能单元配置相应的放电功率,其中,第一条件为需求功率大于全部总放电功率,全部总放电功率等于所有储能单元的最大放电功率的总和,各储能单元配置的放电功率等于自身相应的最大放电功率;

可选的,需求功率满足第一条件,则说明放电组和充电组共同放电仍达不到需求功率。这种情况下,本发明可以配置所有的储能单元的放电功率为自身相应的最大放电功率,以便于各储能单元按照配置的放电功率最大限度地对外放电。需要说明的是:各储能单元的最大放电功率一般是提前已知,但不是固定值,与温度和SOC值有关。

步骤2.2、若需求类型为放电需求,且需求功率不满足第一条件,则确定需求功率是否满足第二条件,其中,第二条件为需求功率大于放电组总放电功率并且需求功率小于全部总放电功率,放电组总放电功率等于放电组的各储能单元自身的最大放电功率的总和。

可选的,若需求功率不满足第一条件,则说明存在多种情况:1.仅由放电组单独放电即可达到需求功率;2.需由放电组的全部储能单元和充电组的部分储能单元共同放电才能达到需求功率。因此,本发明可以进一步区分不同情况进行相应的处理,即确定需求功率是否满足第二条件。

例如,在某些可选的实施方式中,在步骤2.2中的确定需求功率是否满足第二条件之后,方法还包括:步骤3.1和步骤3.2;

步骤3.1、若需求功率满足第二条件,则为放电组的所有储能单元配置相应的放电功率,且为充电组的部分储能单元配置相应的放电功率,充电组剩余的其他储能单元不配置放电功率;

可选的,若需求功率满足第二条件,则说明单独由放电组进行放电不足以达到需求功率,需要充电组的部分储能单元参与放电才能达到需求功率。因此,本发明可以为放电组的所有储能单元配置相应的放电功率,且为充电组的部分储能单元配置相应的放电功率。

例如,在某些可选的实施方式中,步骤3.1,包括:步骤3.11、步骤3.12、步骤3.13和步骤3.14;

步骤3.11、配置放电组的各储能单元的放电功率为自身相应的最大放电功率;

步骤3.12、按照荷电状态从大到小的顺序,从荷电状态最大的储能单元开始,配置充电组的部分储能单元的放电功率为自身相应的最大放电功率;

可选的,为了减少参与放电的储能单元的数量,放电组的各储能单元的放电功率均配置为自身相应的最大放电功率。又由于是对外放电,所以对于充电组而言,尽量从中选择电量相对比较充足的储能单元参与放电,即优先选择荷电状态较大的储能单元。同理,对于从充电组所选择的储能单元而言,仍然可以为其配置最大放电功率作为其放电功率,以减少参与放电的储能单元的数量。

步骤3.13、将配置了最大放电功率的所述充电组的储能单元从所述充电组转移至所述放电组;

可选的,在步骤3.12之后,本发明可以将充电组中被分配放电功率的储能单元按SOC从大到小顺序转移至放电组后面,本发明对此不做限制。

步骤3.14、配置充电组剩余的其他储能单元的放电功率为0。

可选的,如前所述,若当前已配置的所有储能单元的放电功率的总和已达到需求功率,则先不配置剩余的其他储能单元的放电功率(设置放电功率的默认初始值为0),或者直接配置剩余的其他储能单元的放电功率为0,本发明对此不做限制。

步骤3.2、若需求功率不满足第二条件,则确定需求功率是否满足第三条件,其中,第三条件为需求功率不大于放电组总放电功率并且需求功率大于放电组中排列在第一位的储能单元自身的最小放电功率。

可选的,放电组中排列在第一位的储能单元指的是当前放电组中荷电状态最小的储能单元。

可选的,步骤3.2中使用最小放电功率是为了保持相邻条件功率分配对象的连续、稳定。因为若使用最大放电功率,若需求功率在最大放电功率附近振荡变化,当功率需求小于最大放电功率时,分配给第一位储能单元,如果大于最大放电功率,则是在放电组中按比例分配,从而导致放电组的储能单元所分配的功率变化较大。而本发明是使用最小放电功率,在一定程度上可以确保功率分配结果比较连续。

可选的,若需求功率不满足第二条件,则存在多种情况:1.仅由放电组的一个储能单元放电即可达到需求功率;2.由放电组的部分储能单元(不包括一个的情况)放电即可到需求功率;3.由放电组的全部储能单元放电才能到需求功率。因此,本发明可以做进一步区分,即确定需求功率是否满足第三条件。

例如,在某些可选的实施方式中,在步骤3.2中的确定需求功率是否满足第三条件之后,方法还包括:步骤4.1和步骤4.2;

步骤4.1、若需求功率满足第三条件,则基于放电组的各储能单元的高效功率范围,为放电组的储能单元配置相应的放电功率,充电组的储能单元不配置放电功率,其中,高效功率范围通过预先读取获得;

可选的,本发明基于高效功率范围,为放电组的储能单元配置相应的放电功率,使得放电组的储能单元可以按照最高效的方式进行放电,充分发挥储能单元的放电能力并且能确保足够的放电深度。

可选的,若需求功率满足第三条件,则说明需要放电组的部分或者全部储能单元进行放电,放电组无需参与放电。需要说明的是:每一个储能单元均有相应的高效功率范围,为了提高储能单元对外放电的效率,本发明可以基于高效功率范围为储能单元配置相应的放电功率。

例如,在某些可选的实施方式中,步骤4.1中的基于放电组的各储能单元的高效功率范围,在放电组中分配相应的放电功率,包括:步骤4.11、步骤4.12、步骤4.13、步骤4.14、步骤4.15、步骤4.16和步骤4.17;

步骤4.11、按比例为放电组的各储能单元配置相应的放电功率;

可选的,以前述需求功率为1000千瓦为例,若放电组有10个储能单元,则本发明可以根据10个储能单元的荷电状态计算相应的比例,然后按照比例配置相应的放电功率。例如,若某一个储能单元对应的比例为0.02,则配置其相应的放电功率=0.02×1000千瓦=20千瓦。一般而言,荷电状态越大,所占比例越高。

可选的,各个储能单元的比例与其荷电状态SOC有关,例如,记第i个储能单元的SOC为SOC_i,该储能单元的分配系数为a_i=(SOC_i-SOC_min)÷(SOC_max-SOC_min),最终各储能单元功率分配比例为:b_i=ai÷sum(ai),式中,SOC_min为各(10个)储能单元中的最小SOC,SOC_max为各(10个)储能单元中的最大SOC,sum(ai)为各(10个)储能单元的比例之和。

步骤4.12、针对放电组的任一储能单元,若储能单元配置的放电功率低于高效功率范围的放电功率下限值,则将储能单元配置的放电功率调整为放电功率下限值;

可选的,如前所述,步骤4.11是基于比例配置的放电功率,不一定满足相应储能单元的高效功率范围。因此,本发明可以按照各储能单元在相应分组中的顺序,依次执行步骤4.12。对于放电功率低于高效功率范围的放电功率下限值的储能单元而言,本发明可以调整其放电功率为高效功率范围的放电功率下限值,以提高该储能单元的放电效率。

步骤4.13、确定放电组的放电配置总功率是否大于需求功率,其中,放电配置总功率等于放电组的各储能单元配置的放电功率的总和;

可选的,执行步骤4.12之后,由于调整了一部分储能单元的放电功率,导致总的放电功率可能大于需求功率。因此,本发明可以进一步执行步骤4.13,本发明对此不做限制。

步骤4.14、若放电配置总功率大于需求功率,则将放电序列中的最后一个储能单元配置的放电功率调整为0,再次确定放电组的放电配置总功率是否大于需求功率,如此反复循环,直到放电组的放电配置总功率不大于需求功率为止,其中,放电序列由放电组中放电功率不为0的储能单元依次排列构成;

可选的,针对放电配置总功率不大于需求功率而言,存在两种情况:1.放电配置总功率等于需求功率,此时刚刚好。2.放电配置总功率小于需求功率,此时存在一定的功率差额,需要进一步执行后续步骤4.15。

步骤4.15、若放电组的放电配置总功率小于需求功率,则计算需求功率与放电组的放电配置总功率的差值作为第一功率差额,并将第一功率差额按比例叠加配置至放电序列的储能单元;

可选的,以放电序列包括6个储能单元仍存在第一功率差额等于20千瓦为例,本发明可以将20千瓦按比例叠加配置至上述6个储能单元。需要说明的是:若6个储能单元中的某一个储能单元原先的放电功率为30千瓦且20千瓦按比例应配置给该储能单元5千瓦,则在将20千瓦按比例叠加配置至该储能单元之后,该储能单元的放电功率为30+5=35千瓦,本发明对此不做限制。

可选的,步骤4.15中的“比例”可以是沿用步骤4.11中的比例,也可以是按照上述6个储能单元的例子,基于这6个储能单元的荷电状态重新计算得到的比例,本发明对此不做限制。

步骤4.16、若放电序列的各储能单元配置的放电功率均不大于相应的最大放电功率,则完成放电功率的分配;

步骤4.17、若放电序列中存在配置的放电功率大于相应的最大放电功率的储能单元,则计算储能单元配置的放电功率与相应的最大放电功率的差值作为第二功率差额,将储能单元配置的放电功率调整为相应的最大放电功率,并将第二功率差额按比例配置至储能单元之后的其他储能单元。

可选的,以上述放电序列包括6个储能单元为例,若其中第一个储能单元的放电功率大于相应的最大放电功率,则计算该储能单元的放电功率与相应的最大放电功率的第二功率差额,然后将该储能单元配置的放电功率调整为相应的最大放电功率,并将该第二功率差额按比例配置至储能单元之后的其他储能单元(第二至第六个储能单元,同样是叠加配置相应的放电功率)。之后,若第二个储能单元不大于相应的最大放电功率但第三个储能单元大于相应的最大放电功率,则计算第三个储能单元的放电功率与相应的最大放电功率的第二功率差额,然后将第三个储能单元配置的放电功率调整为相应的最大放电功率,并将该第二功率差额按比例配置至储能单元之后的其他储能单元(第四至第六个储能单元,同样是叠加配置相应的放电功率)。如此反复循环,直到第六个储能单元,可能存在两种情况:1.第六个储能单元的放电功率不大于相应的最大放电功率,此时完成放电功率的分配。

2.第六个储能单元的放电功率大于相应的最大放电功率,此时由于放电序列当前只有6个储能单元,因此,本发明可以从放电组中再选择一个储能单元(紧邻排列在上述第六个储能单元之后的储能单元)加入到放电序列中,得到包括7个储能单元的放电序列。之后,计算第六个储能单元的放电功率与相应的最大放电功率的第二功率差额,然后将第六个储能单元配置的放电功率调整为相应的最大放电功率,并将该第二功率差额配置至放电序列的第七个储能单元。之后,对第七个储能单元进行如上述第六个储能单元的处理过程,本发明对此不做赘述。

步骤4.2、若需求功率不满足第三条件,则确定需求功率是否满足第四条件,其中,第四条件为需求功率不大于放电组中排列在第一位的储能单元自身的最小放电功率并且需求功率大于0。

可选的,在某些可选的实施方式中,在步骤4.2中的确定需求功率是否满足第四条件之后,方法还包括:步骤5.1和步骤5.2;

步骤5.1、若需求功率满足第四条件,则仅给放电组中排列在第一位的储能单元配置相应的放电功率,放电组的其余储能单元和充电组的储能单元均不配置放电功率;

可选的,若需求功率满足第四条件,则说明放电组中排列在第一位的储能单元单独放电即可达到需求功率,无需其他储能单元参与。因此,本发明可以仅配置放电组中排列在第一位的储能单元的放电功率,其余储能单元均不配置放电功率。

步骤5.2、若需求功率不满足第四条件,则确定需求功率是否满足第五条件,其中,第五条件为需求功率等于0。

可选的,在某些可选的实施方式中,在步骤5.2中的确定需求功率是否满足第五条件之后,方法还包括:步骤6.1;

步骤6.1、若需求功率满足第五条件,则将放电组和充电组的所有储能单元的放电功率配置为0。

可选的,若需求功率满足第五条件,则说明本次不需要对外放电,因此,放电组和充电组的所有储能单元均配置其放电功率为0。

S300、若功率响应需求的需求类型为充电需求,则根据功率响应需求的需求功率和各储能单元的最大充电功率,优先在充电组中分配相应的充电功率;

其中,所分配的充电功率与需求功率一致。

可选的,本发明所说的S200和S300是并列地位,是两种情况下的处理过程。即,在同一时刻仅执行其中一个,本发明对此不做限制。

可选的,在某些可选的实施方式中,S300,包括:步骤7.1和步骤7.2;

步骤7.1、若需求类型为充电需求,且需求功率满足第六条件,则为充电组中排列在第一位的储能单元配置相应的充电功率,充电组剩余的其他储能单元和放电组的所有储能单元均不配置充电功率,其中,第六条件为需求功率不大于充电组中排列在第一位的储能单元自身的充电功率下限值;

步骤7.2、若需求类型为充电需求,且需求功率不满足第六条件,则确定需求功率是否满足第七条件,其中,第七条件为需求功率大于充电组中排列在第一位的储能单元自身的充电功率下限值并且需求功率不大于充电组的最大充电总功率,其中,最大充电总功率等于充电组的各储能单元自身的最大充电功率的总和。

可选的,在某些可选的实施方式中,在步骤7.2中的确定需求功率是否满足第七条件之后,方法还包括:步骤8.1和步骤8.2;

步骤8.1、若需求功率满足第七条件,则基于充电组的各储能单元的高效功率范围,在充电组中配置相应的充电功率,放电组的储能单元不配置充电功率,其中,高效功率范围通过预先读取获得;

可选的,本发明基于高效功率范围,为充电组的储能单元配置相应的充电功率,使得充电组的储能单元可以按照最高效的方式进行充电,充分发挥储能单元的储电能力并且能确保足够的充电深度。

步骤8.2、若需求功率不满足第七条件,则确定需求功率是否满足第八条件,其中,第八条件为需求功率大于充电组的最大充电总功率并且需求功率小于全部充电总功率,全部充电总功率为充电组的最大充电总功率与放电组的最大充电总功率的总和。

可选的,在某些可选的实施方式中,步骤8.1中的基于充电组的各储能单元的高效功率范围,在充电组中配置相应的充电功率,包括:步骤8.11、步骤8.12、步骤8.13、步骤8.14、步骤8.15、步骤8.16和步骤8.17;

步骤8.11、按比例为充电组的各储能单元配置相应的充电功率;

步骤8.12、针对充电组的任一储能单元,若储能单元配置的充电功率低于高效功率范围的充电功率下限值,则将储能单元配置的充电功率调整为充电功率下限值;

步骤8.13、确定充电组的充电配置总功率是否大于需求功率,其中,充电配置总功率等于充电组的各储能单元配置的充电功率的总和;

步骤8.14、若充电配置总功率大于需求功率,则将充电序列中的最后一个储能单元配置的充电功率调整为0,再次确定充电组的充电配置总功率是否大于需求功率,如此反复循环,直到充电组的充电配置总功率不大于需求功率为止,其中,充电序列由充电组中充电功率不为0的储能单元依次排列构成;

步骤8.15、若充电组的充电配置总功率小于需求功率,则计算需求功率与充电组的充电配置总功率的差值作为第三功率差额,并将第三功率差额按比例叠加配置至充电序列的储能单元;

步骤8.16、若充电序列的各储能单元配置的充电功率均不大于自身相应的最大充电功率,则完成充电功率的分配;

步骤8.17、若充电序列中存在配置的充电功率大于自身相应的最大充电功率的储能单元,则计算储能单元配置的充电功率与自身相应的最大充电功率的差值作为第四功率差额,将储能单元配置的充电功率调整为自身相应的最大充电功率,并将第四功率差额按比例配置至储能单元之后的其他储能单元。

可选的,在某些可选的实施方式中,在步骤8.2中的确定需求功率是否满足第八条件之后,方法还包括:步骤9.1和步骤9.2;

步骤9.1、若需求功率满足第八条件,则为充电组的所有储能单元配置相应的充电功率,为放电组的部分储能单元配置相应的充电功率,放电组剩余的其他储能单元不配置充电功率;

步骤9.2、若需求功率不满足第八条件,则确定需求功率是否满足第九条件,其中,第九条件为需求功率大于全部充电总功率。

可选的,在某些可选的实施方式中,步骤9.1,包括:步骤9.11、步骤9.12、步骤9.13和步骤9.14;

步骤9.11、配置充电组的各储能单元的充电功率为自身相应的最大充电功率;

步骤9.12、按照荷电状态从小到大的顺序,从荷电状态最小的储能单元开始,配置所述放电组的部分储能单元的充电功率为自身相应的最大充电功率;

步骤9.13、将配置了最大充电功率的所述放电组的储能单元从所述放电组转移至所述充电组;

可选的,在步骤9.12之后,本发明可以将放电组的被分配充电功率的储能单元按SOC从大到小顺序转移至充电组后面,本发明对此不做限制。

步骤9.14、配置充电组剩余的其他储能单元的充电功率为0。

可选的,在某些可选的实施方式中,在步骤9.2中的确定需求功率是否满足第九条件之后,方法还包括:步骤10.1;

步骤10.1、若需求功率满足第九条件,则配置所有储能单元的充电功率为自身相应的最大充电功率。

由此可以看出,本发明可以基于荷电状态,根据充放电需求优先分配相应的功率至储能单元,以降低每次参与功率分配的储能单元的数量,充放电效率较高。并且,由于降低参与功率分配的储能单元的数量,使得储能单元参与功率分配的频率降低,一定程度上提高了储能单元的使用寿命。

如图2所示,本发明提供了一种功率分配方法,包括:分组单元100、放电配置单元200和充电配置单元300;

所述分组单元100,用于根据各储能单元的荷电状态,将各所述储能单元划分为充电组和放电组;

所述放电配置单元200,用于若功率响应需求的需求类型为放电需求,则根据所述功率响应需求的需求功率和各所述储能单元的最大放电功率,优先在所述放电组中分配相应的放电功率,其中,所分配的放电功率与所述需求功率一致;

所述充电配置单元300,用于若所述功率响应需求的需求类型为充电需求,则根据所述功率响应需求的需求功率和各所述储能单元的最大充电功率,优先在所述充电组中分配相应的充电功率,其中,所分配的充电功率与所述需求功率一致。

本发明提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,所述程序被处理器执行时实现上述任一项所述的功率分配方法。

如图3所示,本发明提供了一种电子设备70,所述电子设备70包括至少一个处理器701、以及与所述处理器701连接的至少一个存储器702、总线703;其中,所述处理器701、所述存储器702通过所述总线703完成相互间的通信;所述处理器701用于调用所述存储器702中的程序指令,以执行上述任一项所述的功率分配方法。

在本发明中,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。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

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发明。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,本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本发明所示的这些实施例,而是要符合与本发明所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。

相关技术
  • 一种功率控制方法、接收方法、功率分配方法及相关设备
  • 功率分配系统、功率供给系统及功率分配方法
  • 功率分配电路及应用所述功率分配电路的功率分配器
技术分类

06120116508702