一种储能系统充放电控制方法及装置与流程

本发明涉及电力储能控制，尤其是指一种储能系统充放电控制方法及装置。

背景技术：

1、储能辅助火电机组调频调峰控制方式是指利用电池储能系统与火电机组联合参与电网的调频调峰服务，以提高火电机组的灵活性和经济性，同时促进新能源的消纳和电网的安全稳定运行。

2、随着新能源发电的快速发展，电网对火电机组的调节需求越来越高，传统的火电机组往往难以满足电网的响应速度、调节速率和调节精度等指标要求，导致火电机组的运行效率降低，维护成本增加，甚至影响机组的安全性。

3、为了解决这一问题，一种有效的方法是在火电厂内部安装电池储能系统，与火电机组形成一个协同控制的系统，利用电池储能系统的快速响应和高效充放电特性，来补偿火电机组的调节滞后和不足，从而提高火电机组的综合性能指标k值，增加火电机组的调频收益。

4、如何合理配置储能系统的容量和技术类型，以达到最优的经济性和可靠性以保证火储系统的安全运行和最大化收益，是目前我国对于储能辅助火电机组调频调峰控制方式研究的主要挑战，因此对于多端口储能系统及其协调控制方式的研究逐渐成为当前主流。

5、然而现有技术中，用于多端口储能系统的充放电控制方法，存在响应时滞和偏差，调频调峰效率和精度较差。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在响应时滞和偏差，调频效率和精度较差的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种储能系统充放电控制方法，包括：

3、步骤1：根据电网负荷的调峰需求释放电能，并计算上一阶段储能系统投入电网调峰的放电余量；

4、步骤2：当所述放电余量不小于0时，获取当前阶段电厂机组的电厂机组频率差值和储能系统各电池的荷电状态；

5、步骤3：当所述电厂机组频率差值的绝对值不小于电网调频死区值时，将储能系统的电池状态转为充电状态；

6、步骤4：当当前阶段电厂机组的有功功率与电网下达的调峰需求之间的调峰差值不大于误差阈值，且调峰电池组的荷电状态不在预设区间范围内时，基于s型函数对所述调峰电池组进行平滑充放电，直至所述调峰电池组达到出力备用状态，结束控制流程。

7、优选地，当所述放电余量小于0时，将储能系统的电池状态转为充电状态，并进入所述步骤4。

8、优选地，当所述当前阶段电厂机组的有功功率与电网下达的调峰需求之间的调峰差值大于误差阈值时，返回所述步骤1。

9、优选地，当所述当前阶段电厂机组的有功功率与电网下达的调峰需求之间的调峰差值不大于误差阈值，且调峰电池组的荷电状态在预设区间范围内时，结束控制流程。

10、优选地，，当所述电厂机组频率差值的绝对值小于电网调频死区值，且调频电池组的荷电状态不在预设区间范围内时，基于s型函数对所述调频电池组进行平滑充放电，直至所述调频电池组达到出力备用状态，结束控制流程。

11、优选地，当所述电厂机组频率差值的绝对值小于电网调频死区值，且调频电池组的荷电状态在预设区间范围内时，返回所述步骤3。

12、优选地，所述基于s型函数对所述调峰电池组或所述调频电池组进行平滑充放电的具体步骤包括：

13、根据电网的agc指令和当前储能系统频率，计算储能系统的储能系统频率偏差和储能系统频率偏差变化率；

14、根据所述储能系统频率偏差和所述储能系统频率偏差变化率，计算储能系统的目标输出功率；

15、将所述目标输出功率映射到所述s型函数的自变量上，计算储能系统的实际输出功率，并将其作为控制信号发送至储能逆变器；

16、实时监测储能系统的运行状态和电网的反馈信号，调整所述s型函数的参数。

17、优选地，判断所述调峰差值是否大于误差阈值的具体步骤包括：

18、计算调频电池组输送的累计调频剩余电量，并根据所述调峰差值与所述累计调频剩余电量的差值计算净调峰差值；

19、当所述净调峰差值的绝对值大于调峰死区时，所述调峰差值大于所述误差阈值；

20、当所述净调峰差值的绝对值不大于调峰死区时，所述调峰差值不大于所述误差阈值。

21、优选地，所述预设区间范围为不小于最大荷电值或不大于最小荷电值。

22、本发明还提供了一种装置，包括：

23、储能系统输入模块，用于根据电网负荷的调峰需求释放电能，并计算上一阶段储能系统投入电网调峰的放电余量；

24、放电余量判定模块，当所述放电余量不小于0时，用于获取当前阶段电厂机组的电厂机组频率差值和储能系统各电池的荷电状态；

25、电池组动作控制模块，当所述电厂机组频率差值的绝对值不小于电网调频死区值时，用于将储能系统的电池状态转为充电状态，

26、当当前阶段电厂机组的有功功率与电网下达的调峰需求之间的调峰差值不大于误差阈值，且调峰电池组的荷电状态不在预设区间范围内时，用于基于s型函数对所述调峰电池组进行平滑充放电，直至所述调峰电池组达到出力备用状态，结束控制流程。

27、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

28、本发明所述的储能系统充放电控制方法，基于s型函数对所述电池组进行平滑充放电，实现了储能系统的快速响应和平滑过渡，避免了功率突变和过冲现象，提高了调峰调频效果和精度；该平滑算法可以根据电网的实际需求和储能系统的特性动态调整参数，以适应不同的工况和目标，此外，算法还可以降低对储能容量的要求，延长储能设备的寿命。

技术特征：

1.一种储能系统充放电控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的储能系统充放电控制方法，其特征在于，当所述放电余量小于0时，将储能系统的电池状态转为充电状态，并进入所述步骤4。

3.根据权利要求1所述的储能系统充放电控制方法，其特征在于，当所述当前阶段电厂机组的有功功率与电网下达的调峰需求之间的调峰差值大于误差阈值时，返回所述步骤1。

4.根据权利要求1所述的储能系统充放电控制方法，其特征在于，当所述当前阶段电厂机组的有功功率与电网下达的调峰需求之间的调峰差值不大于误差阈值，且调峰电池组的荷电状态在预设区间范围内时，结束控制流程。

5.根据权利要求1所述的储能系统充放电控制方法，其特征在于，当所述电厂机组频率差值的绝对值小于电网调频死区值，且调频电池组的荷电状态不在预设区间范围内时，基于s型函数对所述调频电池组进行平滑充放电，直至所述调频电池组达到出力备用状态，结束控制流程。

6.根据权利要求5所述的储能系统充放电控制方法，其特征在于，当所述电厂机组频率差值的绝对值小于电网调频死区值，且调频电池组的荷电状态在预设区间范围内时，返回所述步骤3。

7.根据权利要求5所述的储能系统充放电控制方法，其特征在于，所述基于s型函数对所述调峰电池组或所述调频电池组进行平滑充放电的具体步骤包括：

8.根据权利要求1所述的储能系统充放电控制方法，其特征在于，判断所述调峰差值是否大于误差阈值的具体步骤包括：

9.根据权利要求1所述的储能系统充放电控制方法，其特征在于，所述预设区间范围为不小于最大荷电值或不大于最小荷电值。

10.一种储能系统充放电控制装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及电力储能控制技术领域，尤其是指一种储能系统充放电控制方法及装置。本发明所述的储能系统充放电控制方法，基于S型函数对所述电池组进行平滑充放电，实现了储能系统的快速响应和平滑过渡，避免了功率突变和过冲现象，提高了调峰调频效果和精度；该平滑算法可以根据电网的实际需求和储能系统的特性动态调整参数，以适应不同的工况和目标，此外，算法还可以降低对储能容量的要求，延长储能设备的寿命。

技术研发人员：陈予伦,王绍民,林松青,薛晓峰,戴海鹏,王冰礁,王一曦,汤凌晓,李腾旭,兀鹏越,柴琦,郭新宇,赵俊博,高欢欢,孙梦瑶
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15