一种可持续储能电池充放电功率均衡分配方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可持续储能电池充放电功率均衡分配方法及系统，包括：获取影响储能功率分配的相关参数数据；结合储能系统的工作模式，实时确定储能需求为充电或放电；根据储能充放电需求，结合各电池组、PCS状态及SOC数据等，计算储能可分配需求功率；根据各电池组SOC大小，对电池组及其SOC值进行排序；将储能可分配需求功率根据电池组SOC的大小依次分配给各电池组，实现储能功率分配。本发明专利技术实现了实时调整充放电功率分配；降低了PCS充放电次数及频率，能够有效延长电池的使用寿命，且最大程度的保证各电池组运行均衡，避免了因部分电池组充满或放完导致储能实时最大可充放电功率降低的不良现象，保证了储能最大程度的可达额定功率。达额定功率。达额定功率。

【技术实现步骤摘要】
一种可持续储能电池充放电功率均衡分配方法及系统


[0001]本专利技术属于储能电池管理的
，更具体地，涉及一种可持续储能电池充放电功率均衡分配方法及系统。

技术介绍

[0002]由于风能、太阳能等新能源发电固有的间歇性、随机性特点，会对电网的安全、稳定运行带来不利影响。新能源场站通过联合储能系统，可以优化其并网运行特性，然而储能系统应用于发电侧所需的电池规模大、成本高，合理高效的电池充放电功率分配对电池堆的寿命、储能系统的可持续运行，以及整个储能系统的安全性有着至关重要的作用，因此如何充分利用储能电池的容量延长其使用寿命，是储能项目长期运营与发展的重中之重。
[0003]目前常用的储能功率分配方法大多采用根据额定功率及SOC大小按比例分配功率的方式，这种方式在储能系统每次充放电时都对所有电池进行充放电，电池充放电的次数多、频率高，因此降低了电池的使用寿命。
[0004]现有的储能分配方法还包括仅根据电池额定功率按比例分配功率的方法，这种方式不但电池充放电频率高缩短电池寿命，同时会造成各电池运行不均衡，时常出现无法达到最大额定功率的情况。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种可持续储能电池充放电功率均衡分配方法，该方法综合考虑提高电池寿命、各PCS均衡运行及储能最大程度可达额定功率的要求，实现合理、实用的储能充电放电分配。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]一种可持续储能电池充放电功率均衡分配方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1：获取有关储能功率分配的参数数据，包括实时运行参数及储能系统相关确定性参数；
[0009]步骤2：根据获取到的储能功率分配参数数据，结合储能系统的工作模式，实时确定储能需求功率，并判断储能需实现的功能为充电功能或放电功能；
[0010]步骤3，根据储能充放电功能需求，结合各电池组、PCS状态及SOC数据，计算储能可分配需求功率；
[0011]步骤4，根据各电池组SOC大小，对电池组及其SOC值进行排序；
[0012]步骤5，根据各电池组及其SOC值的排序结果，将储能可分配需求功率依次分配给各电池组，实现储能功率的分配。
[0013]优选地，所述步骤1中，实时运行参数包括：电网AGC指令、场站实发功率、各PCS当前运行状态、PCS故障情况、各电池组实时SOC；
[0014]储能系统相关确定性参数包括：电网功率波动考核范围、新能源场站功率预测曲线、新能源场站装机容量、新能源场站功率波动范围规定、各PCS额定功率。
[0015]优选地，所述步骤2还包括：
[0016]步骤201，判断储能系统的工作模式，工作模式包括计划跟踪模式、二次调频模式、系统调峰模式、波动平抑模式；
[0017]步骤202，根据储能系统的工作模式计算储能需求功率；
[0018]步骤203，根据储能需求功率值判断储能需实现的功能为充电功能或放电功能。
[0019]优选地，所述步骤202还包括：
[0020]当工作模式为计划跟踪模式或二次调频模式时，若AGC指令与新能源场站实发功率的偏差小于偏差死区，则储能不出力；否则储能需求功率为AGC指令与新能源场站实发功率之差；
[0021]当工作模式为系统调峰模式时，若AGC指令与新能源场站短期预测功率的偏差小于偏差死区，则储能不出力；否则储能需求功率为AGC指令与新能源场站短期预测功率之差；
[0022]当工作模式为波动平抑模式时，若新能源场站实发功率当前值与上一时刻值的偏差小于偏差死区，则储能不出力；否则如新能源场站实发功率当前值与上一时刻值的偏差大于偏差死区，则储能需求功率需要根据新能源场站实发功率当前值、上一时刻值及偏差死区进行计算。
[0023]优选地，所述步骤203还包括：若储能需求功率P_XQ＞0，表示储能需实现放电功能；若储能需求功率P_XQ＜0，表示储能需实现充电功能；若储能需求功率P_XQ＝0，表示储能不需要实现充放电功能，静置即可。
[0024]优选地，所述步骤3还包括：
[0025]步骤301，根据储能需要实现的功能，结合电池组、PCS当前运行状态及各电池组的SOC值的数据，计算各PCS的实际可用SOC及可用PCS数量；
[0026]步骤302，结合可用SOC和可用PCS数量，计算储能最大可用功率；
[0027]步骤303，根据储能需求功率与储能最大可用功率，计算储能可分配需求功率。
[0028]优选地，所述步骤303中，储能可分配需求功率的计算式为：
[0029][0030]其中，P_XQ_VALID为储能可分配需求功率；
[0031]P_XQ为储能需求功率；
[0032]P_MAX_VALID为储能最大可用功率，ABS为求取绝对值函数。
[0033]优选地，所述步骤5还包括：
[0034]步骤501，根据储能需要实现的功能，选择使用相对应的SOC排序结果；
[0035]步骤502，对剩余未分配储能功率赋初值；
[0036]步骤503，在未分配功率的PCS中选出需要进行功率指令分配的PCS，并统计其个数；
[0037]步骤504，在未分配功率的PCS中选出需要进行功率指令分配的PCS，进行功率分配；
[0038]步骤505：计算剩余未分配储能功率；
[0039]步骤506：循环步骤503至步骤505，将剩余未分配储能功率优先向未分配功率的PCS中SOC最小的分配充电功率，或将剩余未分配储能功率优先向未分配功率的PCS中SOC最大的分配放电功率，直至储能功率分配完成。
[0040]优选地，所述步骤503还包括：
[0041]若储能需实现充电功能，则在未分配功率的PCS中选出最小的SOC，统计最小SOC的个数num_min，如未分配功率的PCS中只有一个最小SOC，则num_min＝1，如未分配功率的PCS中有多个相同大小的最小SOC，则num_min＞1；
[0042]若储能需实现放电功能，则在未分配功率的PCS中选出最大的SOC，统计最大SOC的个数num_max，如未分配功率的PCS中只有一个最大SOC，则num_max＝1，如未分配功率的PCS中有多个相同大小的最大SOC，则num_max＞1。
[0043]优选地，所述步骤504还包括：
[0044]步骤5041，根据储能可分配需求功率P_XQ_VALID的正负情况，确定以下各公式中使用的SOC个数num，num的获取公式为：
[0045][0046]其中，若储能可分配需求功率P_XQ_VALID大于0，即储能需实现放电功能时，SOC个数num使用最大SOC个数num_max；
[0047]若储能可分配需求功率P_XQ_VALID小于0，即储能需要实现充电功能时，SOC个数num使用最小SOC个数num_min。
[0048本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可持续储能电池充放电功率均衡分配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取有关储能功率分配的参数数据，包括实时运行参数及储能系统相关确定性参数；步骤2：根据获取到的储能功率分配参数数据，结合储能系统的工作模式，实时确定储能需求功率，并判断储能需实现的功能为充电功能或放电功能；步骤3，根据储能充放电功能需求，结合各电池组、PCS状态及SOC数据，计算储能可分配需求功率；步骤4，根据各电池组SOC大小，对电池组及其SOC值进行排序；步骤5，根据各电池组及其SOC值的排序结果，将储能可分配需求功率依次分配给各电池组，实现储能功率的分配。2.根据权利要求1所述的可持续储能电池充放电功率均衡分配方法，其特征在于，所述步骤1中，实时运行参数包括：电网AGC指令、场站实发功率、各PCS当前运行状态、PCS故障情况、各电池组实时SOC；储能系统相关确定性参数包括：电网功率波动考核范围、新能源场站功率预测曲线、新能源场站装机容量、新能源场站功率波动范围规定、各PCS额定功率。3.根据权利要求1所述的可持续储能电池充放电功率均衡分配方法，其特征在于，所述步骤2还包括：步骤201，判断储能系统的工作模式，工作模式包括计划跟踪模式、二次调频模式、系统调峰模式、波动平抑模式；步骤202，根据储能系统的工作模式计算储能需求功率；步骤203，根据储能需求功率值判断储能需实现的功能为充电功能或放电功能。4.根据权利要求3所述的可持续储能电池充放电功率均衡分配方法，其特征在于，所述步骤202还包括：当工作模式为计划跟踪模式或二次调频模式时，若AGC指令与新能源场站实发功率的偏差小于偏差死区，则储能不出力；否则储能需求功率为AGC指令与新能源场站实发功率之差；当工作模式为系统调峰模式时，若AGC指令与新能源场站短期预测功率的偏差小于偏差死区，则储能不出力；否则储能需求功率为AGC指令与新能源场站短期预测功率之差；当工作模式为波动平抑模式时，若新能源场站实发功率当前值与上一时刻值的偏差小于偏差死区，则储能不出力；否则如新能源场站实发功率当前值与上一时刻值的偏差大于偏差死区，则储能需求功率需要根据新能源场站实发功率当前值、上一时刻值及偏差死区进行计算。5.根据权利要求3或4所述的可持续储能电池充放电功率均衡分配方法，其特征在于，所述步骤203还包括：若储能需求功率P_XQ＞0，表示储能需实现放电功能；若储能需求功率P_XQ＜0，表示储能需实现充电功能；若储能需求功率P_XQ＝0，表示储能不需要实现充放电功能，静置即可。6.根据权利要求1所述的可持续储能电池充放电功率均衡分配方法，其特征在于，所述步骤3还包括：步骤301，根据储能需要实现的功能，结合电池组、PCS当前运行状态及各电池组的SOC
值的数据，计算各PCS的实际可用SOC及可用PCS数量；步骤302，结合可用SOC和可用PCS数量，计算储能最大可用功率；步骤303，根据储能需求功率与储能最大可用功率，计算储能可分配需求功率。7.根据权利要求1所述的可持续储能电池充放电功率均衡分配方法，其特征在于，所述步骤303中，储能可分配需求功率的计算式为：其中，P_XQ_VALID为储能可分配需求功率；P_XQ为储能需求功率；P_MAX_VALID为储能最大可用功率，ABS为求取绝对值函数。8.根据权利要求1所述的可持续储能电池充放电功率均衡分配方法，其特征在于，所述步骤5还包括：步骤501，根据储能需要实现的功能，选择使用相对应的SOC排序结果；步骤502，对剩余未分配储能功率赋初值；步骤503，在未分配功率的PCS中选出需要进行功率指令分配的PCS，并统计其个数；步骤504，在未分配功率的PCS中选出需要进行功率指令分配的PCS，进行功率分配；步骤505：计算剩余未分配储能功率；步骤506：循环步骤503至步骤505，将剩余未分配储能功率优先向未分配功率的PCS中SOC最小的分配充电功率，或将剩余未分配储能功率优先向未分配功率的PCS中SOC最大的分配放电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，翟海龙，高彦超，王凡凯，
申请(专利权)人：国能信控互联技术有限公司，
类型：发明
国别省市：