一种具有无功调节功能的电池储能系统的监控方法
【专利说明】一种具有无功调节功能的电池储能系统的监控方法 所属技术领域
[0001] 本发明涉一种具有无功调节功能的电池储能系统的监控方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着能源需求和环境保护双重压力下，以光伏、风力发电和燃气发电为代 表的分布式发电技术得到了快速发展。并且，微网这一新兴的概念也随着分布式能源的广 泛使用而得以提出。然而，由于分布式能源自然的不连续性，导致系统的稳定性正逐渐受到 威胁，为了充分发挥可再生能源发电的优势和效益，平衡其随机波动，维护系统稳定，改善 电能质量，提供不间断供电功能等，就必须同时在系统中配备一定容量的储能单元。
[0003] 在微网储能系统应用中，常采用一种直流总线的连接方式，该连接方式是储能电 池模块通过一种双向逆变器接入直流总线，需要接收能量的时候，电网通过逆变器向储能 电池充电；需要向电网送电的时候，储能电池通过双向逆变器电网输电。此外，在微网储能 系统中，还可配制SVG设备，用于在并网运行时，为配电网进行无功补偿。
[0004] 但是，储能成本较高，考虑到微网运行的经济成本，应在保证微网系统安全运行的 情况下，尽量延长储能的寿命。此外，如何实现储能系统并网运行时，实行最佳供电策略，以 满足经济性、安全性，也是急需解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种具有无功调节功能的电池储能系统的监控方法。该监控方法可以 预测可再生能源发电设备，实时检测的蓄电池模块电池容量和实时获取的配电网的运行情 况，制定和实施最适宜的控制策略，保障储能系统在并网时按照配电网的需求平稳提供有 功功率和无功功率，并提升储能系统的安全性和使用寿命。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供一种具有无功调节功能的电池储能系统的监控方 法，该方法基于如下监控装置执行，该装置包括：
[0007] 可再生能源发电设备监控模块，用于实时监控电池储能系统的可再生能源发电设 备，并对可再生能源发电设备的发电功率进行预测；
[0008] 蓄电池监控模块，可实时监控电池储能系统的蓄电池模块的SOC;
[0009] 配电网联络模块，用于实时从配电网调控中心获知配电网的运行情况以及相关调 度信息；
[0010] SVG监控模块，用于实时监控电池储能系统的SVG模块，控制SVG的无功输出；
[0011] 并网运行监控模块，用于控制储能系统连接或隔离配电网；
[0012] 中控模块，用于确定储能系统的运行策略，并向上述监控装置中的各模块发出指 令，以执行该运行策略；
[0013]总线模块，用于该监控装置的各个模块的通信联络；
[0014] 该方法包括如下步骤：
[0015] S1.可再生能源发电设备监控模块实时获取可再生能源发电设备的运行数据，并 存储数据；
[0016] S2.根据可再生能源发电设备的运行数据，对未来预定时刻内的可再生能源发电 设备的输出功率进行预测，实时预测SVG模块的可输出无功功率；
[0017] S3.实时检测获取蓄电池模块的SOC，实时获取配电网的参数和调度信息；
[0018] S4.以配电网的调度信息中的有功需求和无功需求、当前蓄电池储能的SOC、未来 可再生能源发电设备输出功率、以及对SVG模块的SVG模块的可输出无功功率作为约束条 件，实现电池储能系统的优化控制。
[0019] 优选的，可再生能源发电设备包括多个风电设备，所述在步骤S2中，采用如下方 式预测风电模块的输出功率，以及SVG模块的可输出无功功率：
[0020] S201.采集风电模块中当前各类电量实测值作为各类电量的预测值的初始值，预 测值包括：风机有功预测值d、风机无功预测值、风机机端电压预测值fTL、SVG无 功预测值tC,.、SVG机端电压预测值r;,、储能系统并网点（PCC)母线电压预测值^ ;
[0021] S202.根据所述预测值建立由优化目标函数和约束条件组成的MPC优化控制模 型，并求解风电模块的有功和无功输出的预测值：
[0022] MPC优化控制模型的目标函数如式⑴所示：
[0023]
【主权项】
1. 一种具有无功调节功能的电池储能系统的监控方法，该方法基于如下监控装置执 行，该装置包括： 可再生能源发电设备监控模块，用于实时监控电池储能系统的可再生能源发电设备， 并对可再生能源发电设备的发电功率进行预测； 蓄电池监控模块，可实时监控电池储能系统的蓄电池模块的SOC ; 配电网联络模块，用于实时从配电网调控中心获知配电网的运行情况以及相关调度信 息； SVG监控模块，用于实时监控电池储能系统的SVG模块，控制SVG的无功输出； 并网运行监控模块，用于控制储能系统连接或隔离配电网； 中控模块，用于确定储能系统的运行策略，并向上述监控装置中的各模块发出指令，以 执行该运行策略； 总线模块，用于该监控装置的各个模块的通信联络； 该方法包括如下步骤：
51. 可再生能源发电设备监控模块实时获取可再生能源发电设备的运行数据，并存储 数据；
52. 根据可再生能源发电设备的运行数据，对未来预定时刻内的可再生能源发电设备 的输出功率进行预测，实时预测SVG模块的可输出无功功率；
53. 实时检测获取蓄电池模块的S0C，实时获取配电网的参数和调度信息；
54. 以配电网的调度信息中的有功需求和无功需求、当前蓄电池储能的S0C、未来可再 生能源发电设备输出功率、以及对SVG模块的SVG模块的可输出无功功率作为约束条件，实 现电池储能系统的优化控制。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，可再生能源发电设备包括多个风电设备， 所述在步骤S2中，采用如下方式预测风电模块的输出功率，以及SVG模块的可输出无功功 率： 5201. 采集风电模块中当前各类电量实测值作为各类电量的预测值的初始值，预测值 包括：风机有功预测值d，风机无功预测值、风机机端电压预测值d、SVG无功预测 值ASSVG机端电压预测值》5"储能系统并网点（PCC)母线电压预测值 5202. 根据所述预测值建立由优化目标函数和约束