一种多区块大型储能区块间切换方法技术

本发明专利技术公开了一种多区块大型储能区块间切换方法，可以提升大型电化学储能效率，属于环保节能能源利用技术领域，其主要通过优化算法进行超短期负荷预测对4h负荷进行预测，得到4h负荷预测曲线Ppre，针对该曲线可以根据以上确定削峰线和填谷线的方法确认储能的输出功率曲线PpreB，以此来实现区块间依次切入切出的PCS功率控制方法以协调不同时工作时区块间的整体性。

A Switching Method between Large Energy Storage Blocks with Multiple Blocks

【技术实现步骤摘要】
一种多区块大型储能区块间切换方法
本专利技术公开的一种多区块大型储能区块间切换方法，可以提升大型电化学储能效率，属于环保节能能源利用

技术介绍
目前大型储能系统均由BMS系统所管理控制，具体包括若干电池单体串联组成电池簇，配备一台电池监控模块；若干电池簇串联组成一组电池组单元，配备一台蓄电池组控制单元；电池组单元并联接入一台PCS构成一组储能单元，配备一台直流配电柜—电池管理系统BMU，PCS；若干储能系统单元并联构成储能系统，参见图4所示系统拓扑图。对于该大型储能的温控系统需要保证厂房内立体空间的整体温度均匀度在±5度之间，以保证电池单体整体放电的均恒性，目前皆是通过需要配置风道及新风系统对整个厂房立体空间的进行热管理，仅仅实现了电池单体和电池组温度监控，并没有实现温度控制。在单体电池领域的现有技术：目前单体电池的温度控制系统均采用换热介质(液体)进行电池的升降温；具体技术方案如专利(一种基于传感器的电池温度控制系统、温度调节装置、用于充换电站的电池温度控制装置和电动车充换电站、电池温度调节系统、方法及计算机可读存储介质、燃料电池温差监控系统)。在电池组领域的现有技术：针对电池组内单体电池温差过大导致电池一致性差、使用寿命短的问题，目前有针对每个单体电池平衡温差的系统—锂离子蓄电池电源自动均衡加温系统及加温方法；也有针对单体间导热材质和电池组结构来进行优化的系统—一种新型热均衡管理模组装置。在温差发电领域的现有技术；目前有温差发电器、体温发电器和温差电池。以与本技术方案最相近的温差电池专利为例：小体积集成化温差电池。在一绝缘和绝热性都较好的基片上，利用集成电路生产中使用的淀积和刻蚀工艺，形成A半导体材料膜条层，膜条之间互相平行且绝缘，在A膜条层上有绝缘层，在绝缘层上有B半导体材料膜条层，膜条之间也互相平行绝缘，利用多层布线工艺，使B膜条与相邻层的A膜条之间互相有序串连起来，形成电压相加的热电偶群，根据所需电压的大小，决定串接层数的多少，当该温差电池的热端和冷端存在温差时，这些互相串接在一起的热电偶群就会产生较高的电压。
技术实现思路
目前储能系统的功率配置、容量配置是根据对储能用于该接入点的一年时段每天的负荷数据进行分析所得出的，具体步骤如下：1)导入待处理的负荷数据，统计负荷的峰值与谷值；2)根据负荷峰谷值，设定储能调节后合成出力低谷值Pref，并为合成出力峰值赋初值Pmax；3)系统循环赋初值n＝1；4)比较负荷与Pref、Pmax的大小关系。当负荷小于Pref时，储能电池充电；当负荷大于Pmax时，储能电池放电；负荷在Pref、Pmax之间时，储能电池不动作。5)n＝n+1；6)若n小于所载入负荷数据的条数时，返回步骤(4)，否则进行步骤(7)；7)统计储能电池的充电电量、放电电量；8)判断储能电池充放电是否平衡。若充电电量大于放电电量，减小Pmax，返回步骤(3)；若充电电量小于放电电量，增大Pmax，返回步骤(3)；若充放电平衡，由式(1)～(4)计算储能系统的功率、容量。PESS＝max(|ΔP1|，|ΔP2|，…|ΔPN|)(1)EESS＝max(N1，N2)(2)式中：PESS为储能系统功率；EESS为储能系统容量；ΔPi为各个时刻储能系统出力需求；ΔT为样本数据采样时间间隔；1～m1、m2～m3，mj～mn为样本数据中需要储能不间断充电/放电的数据采样时刻，其中不间断充电时间定义为连续不放电时间，不间断放电时间定义为连续不充电时间。不同的削峰填谷控制策略皆是根据以上方法去计算整个储能系统的功率和容量并进行配置，但是根据对一年的数据进行分析后发现一年中仅有十几天的负荷有大的峰谷差，剩下的天数中的峰谷差与其十几天的峰谷差不在同一数量级。如果根据上述办法将其中的天数中最大峰谷差的一天作为基准确定储能系统功率和容量，将导致储能系统再剩下的天数中的利用率不到20％，是一种潜在的资源浪费，如果将这十几天排除在外，将剩下的天数中最大峰谷差的一天作为基准确定储能系统的功率和容量将导致在这十几天中储能不能解决负荷高峰低谷的问题。所以目前的容量配置和使用方式并不能满足现有的需求。本专利技术提出一种多区块大型储能区块间无缝切换方法，以此来实现区块间依次切入切出的PCS功率控制方法以协调不同时工作时区块间的整体性。具体如下：一种多区块大型储能区块间无缝切换方法，主要通过优化算法进行超短期负荷预测对4h负荷进行预测，得到4h负荷预测曲线Ppre，针对该曲线可以根据以上确定削峰线和填谷线的方法确认储能的输出功率曲线PpreB，具体包括以下步骤：1)若此刻电池组单元正处于填谷状态，判断电池组单元的剩余电量Rx能否在到达最低电量的约束之前进入削峰段，若能则不用进行电池组单元的切换，若不能则需进行切换并进入下一步；2)根据输出功率曲线PpreB制定切出和切入规则，设置切出切入占比分别为a、b，a+b＝1且a<1,b<1；3)根据不同类型的储能设置b的增长率k,则b＝kt,a＝1-kt，t为从切换开始时计算的时间，即当进入切换状态时，t＝0；4)切出的电池组单元的输出功率为PpreC＝(1-kt)PpreB,切入的电池组单元的输出功率为PpreR＝kt×PpreB；5)t0为从此刻开始计算的时间，即t0的初始值为0，最大值为4h，首先计算t0＝0时刻进入切换状态到完成切换状态所需的电量6)判断所需电量Et0与剩余电量Rx的大小，若所需电量小于剩余电量则进行下一步，若所需电量大于剩余电量则跳过步骤7)执行步骤8)；7)确定步长s，一般步长选取15min，t0＝t0+s，重新执行步骤5)并进行步骤6)的判断；8)确定在(t0-s)时刻进入切换状态。采用上述技术方案后，取得如下有益效果：一、本专利技术规划了电池组单元之间的排列方式及互补运作的方式，能够保证储能模块间的充分利用和合理安排，并能在紧急状况下可调用地进行功率支撑。二、本专利技术考虑到一年中负荷波峰波谷的值在数量级上有差异，进行单一的容量配置将导致资源的浪费和效益的降低，通过容量配置结构化的改变形成不同数量级的控制模式，满足一年中每天负荷的削峰填谷需求；三、通过对PCS功率控制优化实现了电池组单元间切换时的无缝连接，并同时给予了切入电池组单元的缓冲时间，增加了电池组单元的使用寿命。附图说明附图1为本专利技术公开的一种多区块大型储能系统实施例；附图2为本专利技术公开的进行4h负荷预测的流程图；附图3为本专利技术公开的基于等级1模式区块间无缝切换的流程图；附图4为现有技术系统拓扑图；附图5为本专利技术公开的储能削峰填谷效果图。附图标记如下：1-1号电池组单元；2-2号电池组单元；3-3号电池组单元；4-PCS控制器；5-切换开关。具体实施方式目前的储能系统的框架为若干干电池单体串联成电池簇，若干电池簇串联成一组电池组单元，若干电池组单元并联成储能单元，若干储能单元并联成储能系统。其所述每一个若干的具体个数是根据储能系统所应用的具体应用环境所需的储能容量计算得到。每一环节的串联是为了升高储能系统电压，每一环节的并联是为了升高储能系统的出力(功率)，最终得到需要的×MW/×MWh的储能系统用于实际接入点。此处的所有环节都是同时启停同时动作，产生了所述的容量配置上的缺陷。一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多区块大型储能区块间无缝切换方法，主要通过优化算法进行超短期负荷预测对4h负荷进行预测，得到4h负荷预测曲线Ppre，针对该曲线可以根据以上确定削峰线和填谷线的方法确认储能的输出功率曲线PpreB，具体包括以下步骤：1)若此刻电池组单元正处于填谷状态，判断电池组单元的剩余电量Rx能否在到达最低电量的约束之前进入削峰段，若能则不用进行电池组单元的切换，若不能则需进行切换并进入下一步；2)根据输出功率曲线PpreB制定切出和切入规则，设置切出切入占比分别为a、b，a+b＝1且a<1,b<1；3)根据不同类型的储能设置b的增长率k,则b＝kt,a＝1‑kt，t为从切换开始时计算的时间，即当进入切换状态时，t＝0；4)切出的电池组单元的输出功率为PpreC＝(1‑kt)PpreB,切入的电池组单元的输出功率为PpreR＝kt×PpreB；5)t0为从此刻开始计算的时间，即t0的初始值为0，最大值为4h，首先计算t0＝0时刻进入切换状态到完成切换状态所需的电量

【技术特征摘要】
1.一种多区块大型储能区块间无缝切换方法，主要通过优化算法进行超短期负荷预测对4h负荷进行预测，得到4h负荷预测曲线Ppre，针对该曲线可以根据以上确定削峰线和填谷线的方法确认储能的输出功率曲线PpreB，具体包括以下步骤：1)若此刻电池组单元正处于填谷状态，判断电池组单元的剩余电量Rx能否在到达最低电量的约束之前进入削峰段，若能则不用进行电池组单元的切换，若不能则需进行切换并进入下一步；2)根据输出功率曲线PpreB制定切出和切入规则，设置切出切入占比分别为a、b，a+b＝1且a<1,b<1；3)根据不同类型的储能设置b的增长率k,则b＝kt,a＝1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴联凯，
申请(专利权)人：吴联凯，
类型：发明
国别省市：浙江,33