一种基于多代理的大规模电池储能电站监控系统和方法技术方案

一种基于多代理的大规模电池储能电站监控系统和方法，所述系统包括储能总代理单元和储能子代理单元两级架构，通过两级架构之间的相互通讯协商，对整个储能电站状态进行监测控制管理，所述储能总代理单元和所述储能子代理单元之间采用高速通信网络进行数据传输和通信；所述方法包括对所述储能总代理单元的监控和对所述储能子代理单元的监控。本发明专利技术提供的技术方案通过万兆级别光纤通信及其交互机制体系硬件系统做支撑，能够满足大规模储能电站海量数据传输，并实现快速控制监测功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多代理的大规模电池储能电站监控系统和方法
本专利技术涉及一种能源互联网、大规模储能技术，具体涉及一种基于多代理的大规模电池储能电站监控系统和方法。
技术介绍
随电池及其集成技术的不断发展，大规模分布式和集中式储能电站的应用越来越多。配电网末端使用的大量储能电站，使储能设备的监控范围更广，同时对监控要求也更高，随之需要有一个完善的、可扩充的、标准的信息集成与通信机制来支撑配电网末端储能电站的实时监控与保护，实现准确、实时、及时的监测。对比传统电力监控系统和新能源发电系统的管理监控平台，不难发现，大规模(包含兆瓦级至百兆瓦级的不同规模)电池储能电站中由于大量电池的使用，数据通信量非常庞大。因此为了解决在储能电站管理、监控中的上述难题，需研制出具备高速通信、高可靠性，大数据库容量、高速实时响应等技术特点的全新的控制方案及监控软硬件平台，为大规模电池储能电站监控和保护提供全面、有效的技术支撑。在保证可靠稳定的前提下，储能电站监控系统需满足配电网末端用户实时调度和管控性能要求，高速响应电网各种应用场景对储能系统的需求，这对监控系统平台的研发带来了巨大的挑战。无论是在监控体系结构以及通信网络优化、硬件支撑系统开发、实时响应人机界面设计等方面，都面临相当多的问题和约束条件。目前多代理系统(MAS，Multi-AgentSystem)技术已在负荷预测、电力市场仿真、微型电网、故障定位、主动配电网等领域得到了应用。国际电子电气工程师协会(IEEE)智能系统分会成立了专门的工作组研究多Agent技术在电力系统中的推广应用问题。但是与其他领域相比,应用MAS技术构建大规模电池储能电站协调控制与监控系统的研究未见报道。大规模电池储能电站运行控制时，网络结构系统复杂，存在集中式优化控制难以展开的问题。因此需要提供一种技术方案来满足多代理机制的大型电池储能电站的监控和并网运行的需要。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于多代理的大规模电池储能电站监控系统和方法。本专利技术提供的系统通过万兆级别光纤通信及其交互机制体系硬件系统做支撑，能够满足大规模储能电站海量数据传输，并实现快速控制监测功能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：一种基于多代理的大规模电池储能电站监控方法，所述方法包括如下步骤：储能总代理单元在充放电模式下，根据采集的储能机组的荷电状态信息确定储能子代理单元优先级顺序；根据优先级顺序接收储能子代理通讯请求；储能子代理单元监控管辖一个或多个储能子站，并计算其最优输出功率，用所述最优输出功率控制储能电站，并将最优输出功率保存到所述储能总代理单元。优选的，所述储能子代理单元优先级顺序的确定包括：按所述储能子代理单元对应储能机组的SOC状态与电池荷电状态的理想状态SOCref间差值的划分所述优先级别的高低。优选的，所述储能子代理单元的监控包括如下步骤：步骤I、储能子代理单元向储能总代理单元发送通信请求，获取对应储能电站的数据信息，包括储能电站的荷电状态、最大允许充放电功率、最大充放电容量、最大充放电容量，确定优先级顺序和发电任务信息；步骤II、根据所述优先级顺序和发电任务信息，确定该储能子代理单元的功率命令值，优先级别最低的储能子代理单元按照发电任务信息控制对应的储能变流器，进而控制对应储能单元输出功率；步骤III、重新更新发电任务信息，并将该命令值返回给所述储能总代理单元。优选的，所述步骤I确定所述优先级顺序和发电任务信息包括如下步骤：1)计算参考输出功率；2)根据所述参考输出功率寻优计算出功率可调比例区间内的最优输出功率，确定该储能子代理最优输出功率对应的功率命令值；3)根据该功率命令值控制对应储能变流器的储能单元功率输出。优选的，所述计算参考输出功率Prefbess如下述公式所示：充电模式：放电模式：式中，Ci为第i顺序位储能子代理单元对应储能系统机组装机容量；Cs为第s顺序位储能子代理单元对应储能系统机组装机容量，SOCs为储能子代理单元s的SOC值，SOCorder_i表示第i顺序位的储能子代理单元对应储能系统机组SOC值；m为储能子代理单元个数；Pbess按功率确定优先级顺序更新的发电任功率值。优选的，所述寻优计算功率可调比例区间内最优输出功率包括如下步骤：步骤a、建立下式所示寻优目标函数、SOC权重因子和放电深度权重因子：目标函数：minGi＝ωi1Fi2+ωi1Fi2SOC权重因子：F1＝abs(Ssoci(t)-Ssoc_refi)*2放电深度权重因子：F2＝abs(Pbessi(t)/Pbi)式中，ωi1、ωi2分别为第i顺序位储能子代理单元SOC权重因子、放电深度权重因子的权重系数；Fi1、Fi2分别为第i顺序位储能子代理单元SOC权重因子、放电深度权重因子；Ssoci(t)为t时刻对应储能子代理SOC；Ssoc-refi为对应储能子代理SOC参考值；Pbessi为寻优区间内的储能功率值；Pbi为对应储能机组所允许的最大充放电功率；步骤b、建立下式所示功率寻优区间：区间边界A：Prefbess(1+δ)区间边界B：Prefbess(1-δ)放电模式下，功率值为正，区间上下限分别为区间边界A和B；充电模式下，功率值为负，区间上下限分别为区间边界B和A；步骤c、通过优化算法计算所述储能子代理单元最优输出功率。优选的，所述储能子代理单元寻优计算的约束条件为：Ssoc_lowi≤Ssoci(t)≤Ssoc_hii0≤Pbessi(t)≤PbiSsoci(t)＝Ssoci(t-Δt)-Pbessi(t)Δt/Ebess式中，Ssoc_hii、Ssoc_lowi分别为对应第i顺序位对应储能机组能量存储SOC限制最大值与最小值；Δt为时间精度；Ebess为对应储能机组容量。优选的，所述系统包括储能总代理单元和储能子代理单元，所述储能总代理单元和所述储能子代理单元间用高速通信网络进行数据传输以监测控制管理储能电站状态。优选的，所述储能总代理单元和所述储能子代理单元间的连接方式包括集中式、分布式或集中式与分布式结合的混合式。优选的，所述储能总代理单元包括总代理采集模块、总代理数据存储模块和总代理通信模块；所述总代理采集模块通过高速通信网络与各储能机组的数据传感器连接，用于把采集的数据通过所述总代理通信模块发送给所述总代理数据存储模块；所述总代理数据存储模块，与总代理通信模块连接，用于接收并存储所述总代理通信模块发送的数据；所述总代理通信模块，与上层调度中心、所述储能总代理单元内各模块、各储能子代理单元的代理通信模块相连接，用于数据的传输。优选的，所述储能子代理单元接收所述储能总代理单元传输的数据、监控储能子站，计算最优输出功率。优选的，所述传输的数据包括上层调度储能总输出功率值、储能系统总功率值、储能机组的荷电状态、储能机组的充放电功率值、储能机组可用充电容量、储能机组可用放电容量、储能机组最大允许充电功率、储能机组最大允许放电功率、储能机组健康状态值、储能机组的状态信息和储能机组对应的储能子代理单元的功率命令值。优选的，所述储能机组的储能机组的状态信息包括运行状态、故障状态、调试状态、检修状态和标定状态。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下优异效果：本专利技术结合多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多代理的大规模电池储能电站监控方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：储能总代理单元在充放电模式下，根据采集的储能机组的荷电状态信息确定储能子代理单元优先级顺序；根据优先级顺序接收储能子代理通讯请求；储能子代理单元监控管辖一个或多个储能子站，并计算其最优输出功率，用所述最优输出功率控制储能电站，并将最优输出功率保存到所述储能总代理单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于多代理的大规模电池储能电站监控方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：储能总代理单元在充放电模式下，根据采集的储能机组的荷电状态信息确定储能子代理单元优先级顺序；根据优先级顺序接收储能子代理通讯请求；储能子代理单元监控管辖一个或多个储能子站，并计算其最优输出功率，用所述最优输出功率控制储能电站，并将最优输出功率保存到所述储能总代理单元。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述储能子代理单元优先级顺序的确定包括：按所述储能子代理单元对应储能机组的SOC状态与电池荷电状态的理想状态SOCref间差值的划分所述优先级别的高低。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述储能子代理单元的监控包括如下步骤：步骤I、储能子代理单元向储能总代理单元发送通信请求，获取对应储能电站的数据信息，包括储能电站的荷电状态、最大允许充放电功率、最大充放电容量、最大充放电容量，确定优先级顺序和发电任务信息；步骤II、根据所述优先级顺序和发电任务信息，确定该储能子代理单元的功率命令值，优先级别最低的储能子代理单元按照发电任务信息控制对应的储能变流器，进而控制对应储能单元输出功率；步骤III、重新更新发电任务信息，并将该命令值返回给所述储能总代理单元。4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述步骤I确定所述优先级顺序和发电任务信息包括如下步骤：1)计算参考输出功率；2)根据所述参考输出功率寻优计算出功率可调比例区间内的最优输出功率，确定该储能子代理最优输出功率对应的功率命令值；3)根据该功率命令值控制对应储能变流器的储能单元功率输出。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述计算参考输出功率Prefbess如下述公式所示：充电模式：放电模式：式中，Ci为第i顺序位储能子代理单元对应储能系统机组装机容量；Cs为第s顺序位储能子代理单元对应储能系统机组装机容量，SOCs为储能子代理单元s的SOC值，SOCorder_i表示第i顺序位的储能子代理单元对应储能系统机组SOC值；m为储能子代理单元个数；Pbess按功率确定优先级顺序更新的发电任功率值。6.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述寻优计算功率可调比例区间内最优输出功率包括如下步骤：步骤a、建立下式所示寻优目标函数、SOC权重因子和放电深度权重因子：目标函数：minGi＝ωi1Fi2+ωi1Fi2SOC权重因子：F1＝abs(Ssoci(t)-Ssoc_refi)*2放电深度权重因子：F2＝abs(Pbessi(t)/Pbi)式中，ωi1、ωi2分别为第i顺序位储能子代理单元SOC权重因子、放电深度权重因子的权重系数；Fi1、Fi2分别为第i顺序位储能子代理单元S...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相俊，张栋，惠东，贾学翠，周建华，稽建飞，张迎呈，崔林，胡娟，杨水丽，尹秀娟，毛海波，汪奂伶，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网江苏省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11