[发明专利]用于调频的电池储能电站功率控制方法及其系统

说明书

技术领域

本发明属于智能电网以及能量存储与转换技术领域，具体涉及一种基于大功率大容量兆瓦级锂离子电池储能电站的实时功率控制方法，尤其适用于兆瓦级电池储能电站参与系统AGC调频时，储能电站内的储能机组实时功率分配以及储能电站能量管理。

背景技术

随着电池及其集成技术的不断发展，应用电池储能电站参与自动发电控制系统调频(以下简称：AGC调频)逐渐成为了一种可行方案。电池储能电站内的电池储能机组与传统的发电机组相比具有响应速度快，启停时间短等优势，将在配电网系统及智能电网的调频控制中发挥重要作用。电池储能系统中目前常用的几种大容量储能电池有钠硫电池，液流电池以及锂离子电池等类型。

从电池储能的角度来说，过度的充电和过度的放电都会对电池的寿命造成影响。因此，监控好电池荷电状态、在储能电站内部合理分配好AGC调频用有功功率需求，并将电池的荷电状态控制在一定范围内是必要的。

目前有关基于兆瓦级大规模电池储能电站的AGC调频控制方面的专利、文献、技术报告等非常少，需要深入研究和探索大规模多类型电池储能电站综合控制和参与ACG调频时的储能电站应用技术，解决大规模电池储能电站协调控制及并网运行的关键问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种在实际工程应用上易于实现和掌握的兆瓦级锂离子电池储能电站参与系统调频时的实时功率控制方法，可以同时满足储能电站的AGC调频用有功功率需求及大容量电池储能电站存储能量的实时监管要求。

本发明的控制方法是通过下述技术方案实现的：

一种用于调频的电池储能电站功率控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤A、实时读取电池储能电站的调频用有功功率需求值及该电站的相关运行数据，并对上述有功功率需求和数据进行存储和管理；

步骤B、根据调频用有功功率需求值判断电池储能电站的状态，并通过相应的预设规则计算待分配给电池储能电站中各电池储能机组的功率命令值；

步骤C、将待分配给各电池储能机组的功率命令值进行汇总后输出至电池储能电站。

进一步地，在步骤A中，所述电池储能电站的相关运行数据包括：电池储能电站中各电池储能机组的可控状态值、荷电状态值(简称SOC值)、最大允许放电功率和最大允许充电功率等等。

进一步地，所述步骤B包括如下步骤：

判断电池储能电站的状态；

当电池储能电站的调频用有功功率需求值为正值时，表示该电池储能电站将处于放电状态，则根据第一预设规则获得各电池储能机组的功率命令值；

当电池储能电站的调频用用功功率需求值为负值时，表示该电池储能电站将处于充电状态，则根据第二预设规则获得各电池储能机组的初始功率命令值；所述放电状态值等于1减去荷电状态值；

当电池储能电站的调频用有功功率需求值为零时，表示该锂电池储能子站将处于零功率状态，则将各电池储能机组的有功功率命令值设为零。

所述第一预设规则包括：

B10)判断调频用有功功率需求是否满足当前电池储能电站的最大允许放电功率约束条件，如果违反该约束条件，直接将所有电池储能机组的最大允许放电功率设为相应机组的功率命令值；否则执行步骤B11；

B11)设定电池储能电站中被限制在最大允许放电功率的电池储能机组数量为M，并对该变量M进行初始化，通过可控电池储能机组荷电状态值占电池储能电站中所有可控电池储能机组荷电状态值总和的比例值、再乘以电池储能电站的调频用有功功率需求值，来计算所有电池储能机组的功率命令值；所述可控电池储能机组荷电状态值为该机组的荷电状态值与其可控状态值的乘积；

B12)判断所有电池储能机组的功率命令值是否满足电池储能机组最大允许放电功率约束条件，如果有电池储能机组违反该约束条件时，则进行M＝M+1，并执行步骤B13；否则跳转至步骤B15；

B13)通过计算违反电池储能机组最大允许放电功率约束条件的电池储能机组功率命令值占该机组最大允许放电功率的比例值，分别求得违反电池储能机组最大允许放电功率约束条件的各电池储能机组的放电功率特征值；

B14)基于贪婪算法从违反电池储能机组最大允许放电功率约束条件的各电池储能机组中选出一个电池储能机组，将该机组的最大允许放电功率设为其功率命令值，重新计算其余没有被限制在最大允许放电功率的各电池储能机组的功率命令值后，跳转至步骤B12；