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基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法及系统技术方案

技术编号:44414233 阅读:6 留言:0更新日期:2025-02-25 10:29
基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法及系统,储能单元对自己的荷电状态、电池容量和健康状态进行校准并反馈至电池管理系统,电池管理系统利用校准后的荷电状态和健康状态对电池管理系统内置的电池状态估算模型进行验证;基于校准后的荷电状态和电池容量,对能量状态极差进行校准;基于传感器的测量精度,对电压标准差系数、电压极差和温度极差进行校准;以储能单元校准后的各项评价指标评分的加权和作为综合评价得分;利用允许调节的储能单元的综合评价得分和充放电循环次数,确定允许调节的储能单元的调节优先级;选择调节优先级最高的允许调节储能单元作为执行单元,用于响应调度目标功率指令,同时保证储能系统运行的安全稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于储能电站的控制,尤其涉及一种基于储能单元调节优先级评估的储能电站功率控制方法及系统。


技术介绍

1、储能电站是一种能够维护电网安全运行的重要技术手段,储能电站通过储存能量并在需要时释放,可以有效平衡电网的负荷波动,以及减轻电网并网新能源后产生的运行不稳定性等问题。此外,储能电站还能为电网提供调峰、调频、备用、黑启动等辅助服务,提高电网的整体性能和可靠性。储能系统的安全稳定运行是发挥其功能的基础条件,储能系统的不稳定运行可能会导致电力系统的故障,甚至引发电网事故,对经济和社会造成不良影响。因此,提高储能电站的安全性是亟待解决的问题。

2、现有技术中,储能电站参与调节时对各储能单元的功率指令分配不合理,易导致电池性能受损、发生故障,甚至引发安全事故。目前储能单元调节优先级评估主要依据是soc(荷电状态)和soh(健康状态),但实际单元状态受多种因素影响,需结合多因素完成综合评估,且soc和soh作为单元状态评价的核心指标,需提高估算值精度以保证状态的精准评价。此外,储能系统需响应多种调度目标,且参与调节时约束条件多。各储能单元执行调度指令时,若采用简单的全部出力、定系数分配策略,对电池寿命和性能维护效果不足,影响储能系统安全运行。


技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足,本专利技术提供一种基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法及系统,基于储能单元调节优先级实现优化功率指令分配效果,首先筛选出6个关键指标构建储能单元状态综合评价模型,同时提高核心指标的估算精度,实现状态的精准评价;然后结合pcs监控数据和充放电循环次数,评估储能单元调节优先级;最后综合利用调度目标和储能单元调节优先级评估结果,动态划分调节执行域,在实现调度目标的同时保证了储能系统运行的安全稳定。

2、本专利技术采用如下的技术方案。

3、本专利技术提出了一种基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,包括:

4、获取储能单元运行状态的特征数据以建立储能单元状态的评价指标,包括:荷电状态、健康状态、能量状态极差、电压标准差系数、电压极差和温度极差;

5、由储能单元对自己的荷电状态、电池容量和健康状态进行校准;将储能单元校准后的荷电状态和健康状态反馈至电池管理系统,电池管理系统利用校准后的荷电状态和健康状态对电池管理系统内置的电池状态估算模型进行验证,得到验证后的电池状态估算模型;

6、基于校准后的荷电状态和电池容量,对能量状态极差进行校准;基于传感器的测量精度,对电压标准差系数、电压极差和温度极差进行校准;

7、以储能单元的校准后的各项评价指标评分的加权和作为综合评价得分;根据监控数据筛选出允许调节的储能单元,利用允许调节的储能单元的综合评价得分和充放电循环次数,确定允许调节的储能单元的调节优先级;

8、当调度目标功率小于允许调节储能单元的额定功率时,选择调节优先级最高的允许调节储能单元作为执行单元,用于响应调度目标功率指令;

9、当调度目标放电功率不小于允许调节储能单元的额定功率且小于储能电站额定功率的90%时,按照各允许调节储能单元的调节优先级从高到低的顺序,依次选择用于响应调度目标放电功率指令的允许调节储能单元作为执行单元,电池管理系统根据验证后的电池状态估算模型输出的各执行单元的荷电状态和健康状态,计算各执行单元的荷电状态目标值;基于各执行单元的荷电状态目标值,将调度目标放电功率分配给满足联合约束条件的执行单元,无法满足联合约束条件的执行单元按照额定功率响应调度目标放电功率指令;

10、当调度目标充电功率不小于储能电站额定功率的90%时,所有允许调节储能单元均为执行单元以响应调度目标功率指令,电池管理系统根据验证后的电池状态估算模型输出的各执行单元的荷电状态和健康状态,计算各执行单元的荷电状态目标值;基于各执行单元的荷电状态目标值,将调度目标充电功率分配给满足联合约束条件的执行单元,无法满足联合约束条件的执行单元按照额定功率响应调度目标放电功率指令。

11、优选地,获取储能单元运行状态的特征数据,利用特征数据构建储能单元状态的评价指标,包括:

12、采集电池管理系统和储能变流器的监控数据,并从电池管理系统上送的监控数据中提取与储能单元运行状态相关的特征数据;

13、从特征数据中筛选出储能单元状态的评价指标,包括:荷电状态、健康状态、能量状态极差、电压标准差系数、电压极差和温度极差。

14、优选地,各储能单元采用基于中心误差熵准则的卡尔曼滤波方法,基于电池的等效电路,由储能单元对自己的荷电状态、电池容量和健康状态进行校准,包括:

15、基于电池的二阶rc电路,以荷电状态为状态变量、以电池电压为观测变量,采用基于中心误差熵准则的卡尔曼滤波方法对荷电状态进行校准,校准后的荷电状态与电池管理系统估算的荷电状态之间的差值作为荷电状态估计误差;

16、基于电池的二阶rc电路,以电池容量为状态变量、以荷电状态估计误差为观测变量,采用基于中心误差熵准则的卡尔曼滤波方法对电池容量进行校准,基于校准后的电池容量对健康状态进行校准;

17、将校准后的荷电状态、电池容量和健康状态反馈至储能单元的电池管理系统。

18、优选地,将储能单元校准后的荷电状态和健康状态反馈至电池管理系统,电池管理系统利用校准后的荷电状态和健康状态对电池管理系统内置的电池状态估算模型进行验证,得到验证后的电池状态估算模型,包括:

19、将储能单元校准后的荷电状态和健康状态反馈至电池管理系统,电池管理系统将所采集的储能单元数据与校准后的荷电状态和健康状态进行融合,形成电池状态数据集;

20、电池管理系统利用电池状态数据集对电池管理系统内置的电池状态估算模型进行验证,当电池状态估算模型输出的荷电状态和健康状态与储能单元校准后的荷电状态和健康状态之间的误差不大于设定限值时,以此时的电池状态估算模型作为验证后的电池状态估算模型;当电池状态估算模型输出的荷电状态和健康状态与校准后的荷电状态和健康状态之间的误差大于设定限值时,电池管理系统向对应的储能单元发送重新校准荷电状态和健康状态的信号。

21、优选地,以储能单元的校准后的各项评价指标评分的加权和作为综合评价得分,包括:

22、采用定量法计算校准后的各项评价指标的主观权重,采用主成分分析法计算校准后的各项评价指标的客观权重,将各项评价指标的主观权重和客观权重进行等比例融合,得到校准后的各项评价指标的权重;基于设定的评分规则,分别对校准后的各项评价指标进行评分;

23、利用校准后的各项评价指标的评分与权重,以如下关系式计算得到储能单元的综合评价得分k:

24、

25、式中,α、β、χ、φ、η、θ分别是校准后的电压极差ur的评分r(ur)、校准后的电压标准差ud的评分r(ud)、校准后的温度极差tr的评分r(tr)、校准后的荷电状态soc的评分r(soc)、校本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,

5.根据权利要求1所述的基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,

6.根据权利要求1所述的基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,

7.根据权利要求1所述的基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,

8.根据权利要求7所述的基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,

9.根据权利要求8所述的基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,

10.一种基于储能单元调节优先级评估的功率控制系统,其特征在于,包括:

【技术特征摘要】

1.一种基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,

5.根据权利要求1所述的基于储能单元调节优先级评估的功率控制方法,其特征在于,

...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘斌张领先邓琳于华龙李哲任宇航刘兵王文杰丛海波
申请(专利权)人:北京四方继保自动化股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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