漂浮式波浪能发电装置储能电池的维保控制方法及系统与流程

本发明属于漂浮式波浪能发电，具体涉及一种漂浮式波浪能发电装置储能电池的维保控制方法及系统。

背景技术：

1、波浪能是地球上储量最大的未开发的可再生能源，具有能量密度大、储能能力大等优点。

2、由于无人值守的漂浮式波浪能发电装置往往独立漂浮在海面上，海洋自然条件复杂，天气多变，漂浮式波浪能发电装置存在长期并网运行或与电网脱开、独立运行的可能。漂浮式波浪能发电装置区别于海上风电平台，装置上有众多的电气设备，需要在并网运行期间系统运行方式突变时，稳定直流母线电压；并且在与电网脱开、独立运行期间，仍需要持续带负荷运行。因此，储能电池在漂浮式波浪能发电装置上具有不可替代的作用。储能电池在漂浮式波浪能发电装置发电功率小于负载功率时，电池会放电以补充缺少的功率；发电功率大于负载功率时，储能系统电池都会从电气系统将富余功率吸收来给电池充电，维持系统平衡。同时，漂浮式波浪能发电装置也存在长期与电网并网运行的工况，需要储能电池给母线电压提供一个稳定的支撑，这就要求波力发电装置能自动根据用电负荷、柴油发电、光伏发电、波浪能发电、储能电池电量及功率，通过控制策略来实现这五者之间在一段较长的时间内动态平衡，确保储能电池不会出现过充和过放，保护电池，延长蓄电池使用寿命，满足漂浮式波浪能发电装置能长期独立稳定运行或并网稳定运行的需求。

3、漂浮式波浪能发电装置运行时往往需要依赖依赖于电池提供用电支持，目前对于储能电池的充放电管理往往比较粗放，未设计详细的储能电池的维保控制方法，仅在电池需要充电的时候对电池进行充电或装置需要用电时对电池进行放电。没有固定的充放电循环导致储能电池容易损坏或寿命偏低。况且，通过用电需求为主导的控制方式往往需要人工干预控制电池充放电，需要配备大容量的电池储能系统来缓冲人工控制的不及时性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明针对漂浮式波浪能发电装置的特点，提出一种漂浮式波浪能发电装置储能电池的维保控制方法及系统，用于维持电池保有一定的电量，保护电池，延长电池寿命，使装置长期平稳发电用电。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种漂浮式波浪能发电装置储能电池的维保控制方法，包括如下步骤：

4、获取储能电池当前的电量状态；

5、以储能电池当前的电量状态为控制基础，在设定的电量范围内对储能电池的充放电状态和充放电电流进行控制；

6、以满足漂浮式波浪能发电装置站用设备的用电需求、维持直流母线电压稳定为目标，结合储能电池的状态对其余发电单元进行协同控制。

7、进一步的，当漂浮式波浪能发电装置处于离网运行方式时，对储能电池的充放电状态和充放电电流进行控制，具体为：

8、令储能电池参与发电系统中有限的负载与不可控的电源之间的功率平衡调节，同时，保持储能电池的电量在第一电量范围内进行控制。

9、进一步的，保持储能电池的电量在第一电量范围内进行控制，具体包括：

10、情况一，当储能电池当前的电量大于第一预设放电阈值时，控制储能电池进入放电模式，限制放电电流在设定范围，并判定储能电池进入放电状态；

11、情况二，当储能电池当前的电量处于第一预设放电阈值和第一预设充电阈值之间时，则维持储能电池当前的充/放电状态，限制充/放电电流在设定范围，并判定储能电池进入相应的充/放电状态；

12、情况三，当储能电池当前的电量小于第一预设充电阈值时，控制储能电池进入充电模式，限制充电电流在设定范围，并判定储能电池进入充电状态；

13、情况四，当储能电池经过设定时间充电后，电量小于预设停止工作电量，则停止储能电池的工作；当储能电池经过设定时间充电后，电量大于预设恢复工作电量，则启动储能电池的工作。

14、进一步的，当漂浮式波浪能发电装置处于离网运行方式时，结合储能电池的状态对其余发电单元进行协同控制，具体包括：

15、在情况一中，当储能电池进入放电模式后，停止发电系统中新能源发电单元的工作；

16、在情况二和三中，当储能电池进入充电模式后，启动发电系统中的新能源发电单元，以满足站用电需求；

17、在情况四中，当储能电池的电量小于预设预警电量时，控制发电系统切除站用电并启动柴油发电机组给系统供电，若经过设定延时后，储能电池的电量低于预设停止工作电量，由发电系统中的新能源发电单元、柴油发电机组和/或其它储能电池进行供电，直到储能电池的电量大于预设恢复工作电量时，控制发电系统重新投入站用电并停用柴油发电机组给系统供电。

18、进一步的，当漂浮式波浪能发电装置处于并网运行方式时，对储能电池的充放电状态和充放电电流进行控制，具体为：

19、控制储能电池的电量在第二电量范围内保持弱充电和弱放电的状态。

20、进一步的，控制储能电池的电量在第二电量范围内保持弱充电和弱放电的状态，具体包括：

21、情况一，当储能电池的电量大于第二预设放电阈值时，控制储能电池进入放电模式，限制放电电流在设定范围，同时固化电池放电参数，让电池匀速放电，并判定储能电池进入放电状态；

22、情况二，当储能电池的电量处于第二预设放电阈值和第二预设充电阈值时，判断储能电池的充/放电状态，限制充/放电电流在设定范围，固化对应的电池充/放电参数，让电池匀速充/放电，并判定储能电池进入充/放电状态；

23、情况三，当储能电池的电量小于第二预设充电阈值时，控制储能电池进入充电模式，限制充电电流在设定范围，同时固化电池充电参数，让电池匀速充电，并判定储能电池进入充电状态。

24、第二方面，本发明提供了一种漂浮式波浪能发电装置储能电池的维保控制系统，适用于如第一方面的漂浮式波浪能发电装置储能电池的维保控制方法，包括：若干组波浪能发电机组、站用电源单元、柴发单元、若干组储能电池、光伏单元和并网单元；

25、其中，若干组波浪能发电机组和光伏单元作为系统的新能源发电单元，站用电源单元作为系统的负载，若干组储能电池和并网单元既作为电源也作为负载；

26、若干组储能电池按照漂浮式波浪能发电装置储能电池的维保控制方法进行运行。

27、进一步的，若干组储能电池中，每组储能电池均包括储能变换器、电池域管理盒和电池包；

28、电池域管理盒用于与上层控制系统进行信息交互，从上层控制系统中获取对储能电池的控制指令，并对本域电池包进行充放电控制、充放电电流控制及电压均衡控制；

29、储能变换器用于通过dc/dc变换，将电池电压升高至母线电压。

30、进一步的，在光伏单元中，光伏控制器使用mppt算法输出功率，当直流母线电压高于设置的截止电压时，光伏控制器受指令控制光伏功率降低到0。

31、进一步的，在若干组波浪能发电机组中，每组发电机依据控制器指令控制选择的发电机发电整流，当发电机对应蓄能器压力超过限值后启动液压阀，发电机发电经整流后送入直流电网；其余未选择的电机工作于耗能状态，蓄能器压力超过限值后启动液压阀，电机发电均在耗能电阻上消耗。

32、综上，本发明提供了一种漂浮式波浪能发电装置储能电池的维保控制方法及系统，该方法包括获取储能电池当前的电量状态；以储能电池当前的电量状态为控制基础，在设定的电量范围内对储能电池的充放电状态进行控制；以满足漂浮式波浪能发电装置站用设备的用电需求、维持直流母线电压稳定为目标，结合储能电池的状态对其余发电单元进行协同控制。本发明以自动控制方法满足漂浮式波浪能发电装置站用设备的用电需求，维持直流母线电压稳定，让电池长期处于一种慢充或慢放的状态，维持电池保有一定的电量，延长电池寿命，使漂浮式波浪能发电装置能长期平稳发电用电的自平衡。