[发明专利]兆瓦级电池储能电站实时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，具体涉及一种基于规则的大功率大容量兆瓦级电池储能电站的实时功率控制方法及其系统，尤其适用于大规模风光储联合发电系统中兆瓦级电池储能电站的电池功率及电池能量管理方法。

背景技术

国家风光储输示范工程是国家电网公司建设坚强智能电网首批试点工程，以“电网友好型”新能源发电为目标，以“先进性、灵活性、示范性、经济性”为特点，是目前世界上规模最大、集风电、光伏发电、储能及输电工程四位一体的可再生能源综合示范工程。其中，国家风光储输示范工程(一期)拟建设风电100MW、光伏发电40MW和储能装置20MW(包含14MW磷酸铁锂电池储能系统、2MW全钒液流电池储能系统、4MW钠硫电池储能系统)。

随着锂离子电池及其集成技术的不断发展，应用锂电池储能电站去实现平滑风光功率输出、跟踪计划发电、参与系统调频、削峰填谷、暂态有功出力紧急响应、暂态电压紧急支撑等多种应用，已成为了一种可行方案。其中关键问题之一，是掌握大规模锂电池储能电站综合控制技术。

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总功率需求，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功率大容量锂离子电池储能电站的总功率实时控制方面的专利、文献、技术报告等非常少，需要深入研究和探索大规模电池储能电站综合控制和并网运行的核心技术，解决大规模电池储能电站协调控制及能量管理的关键问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的之一在于提供一种操作方便、易于实现的兆瓦级电池储能电站的实时功率控制方法，该方法能够同时满足储能电站的实时总功率需求和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如下技术方案实现的：

一种兆瓦级电池储能电站实时功率控制方法，包括以下步骤：

步骤A，实时读取电池储能电站的总功率需求和该电站的相关运行数据，并对上述总功率需求和运行数据进行存储和管理；

步骤B，根据电池储能电站总功率需求来判断电池储能电站的状态，并通过相应的预设规则来获得电池储能电站中各电池储能子单元的初始功率命令值；

步骤C，对各电池储能子单元的初始功率命令值进行实时诊断和修正，以确定待分配给各电池储能子单元的功率命令值；

步骤D，对待分配给各电池储能子单元的功率命令值进行汇总后输出至电池储能电站，以实现对各电池储能子单元进行功率分配和对电池储能电站的实时功率控制。

其中，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子单元的可控状态值、荷电状态值、最大允许放电功率、最大允许充电功率和额定功率。

其中，所述步骤B包括如下步骤：

判断电池储能电站的状态；

当电池储能电站总功率需求为正值时，表示该电池储能电站将处于放电状态，则通过第一预设规则获得各电池储能子单元的初始功率命令值；

当电池储能电站总功率需求为负值时，表示该电池储能电站将处于充电状态，则通过第二预设规则获得各电池储能子单元的初始功率命令值；

当电池储能电站总功率需求为零时，表示该电池储能电站将处于零功率状态，则直接将所有电池储能子单元的功率命令值设置为零。

其中，所述第一预设规则包括：

1)当电池储能电站的总功率需求占该储能电站各可控电池储能子单元最大允许放电功率总和的比例值大于等于预设值时，则各电池储能子单元的初始功率命令值为上述比例值与相应可控电池储能子单元最大允许放电功率的乘积；

2)当电池储能电站的总功率需求占该储能电站各可控电池储能子单元最大允许放电功率总和的比例值大于预设值且小于时，则各电池储能子单元的初始功率命令值为相应可控电池储能子单元的荷电状态值占当前所有可控电池储能子单元荷电状态值总和的比例值、再乘以电池储能电站总功率需求；

3)当电池储能电站的总功率需求占该储能电站各可控电池储能子单元最大允许放电功率总和的比例值小于等于预设值时，

首先，计算各电池储能子单元的当前可用最大放电功率特征值；

然后，按照最大放电功率特征值由小到大的顺序对各电池储能子单元排序，以电池储能电站当前总功率需求占该储能电站当前所有可控电池储能子单元最大允许放电功率总和的比例值大于等于预设值为条件，采用排除法计算出符合上述条件的最少个数电池储能子单元；