[发明专利]一种太阳能光伏储能设备的运行方法

权利要求书

1.一种太阳能光伏储能设备的运行方法，该方法包括如下步骤：

S1.实时获取光伏发电装置的运行数据，实时获取光伏储能电站并网点运行数据；

S2.根据光伏发电装置运行数据和并网点运行数据，优化储能装置配置；

S3.在优化后的储能配置下，采用如下方法运行储能装置：

S31.优先给超级电容充、放电，利用超级电容可无限次充、放电，减少蓄电池充、放电次数，延长蓄电池使用寿命；

S32.蓄电池进入充、放电状态后，超级电容逐步退出充、放电，以避免超级电容充满电或放完电，节约容量等待下一次直流母线电压波动；

S33.超级电容充、放电控制采用直流母线电压外环和超级电容电压内环的双闭环控制，维持直流母线电压稳定，保证充、放电电流不超过超级电容可承受的最大电流；

S34.蓄电池充、放电控制采用直流母线电压外环和蓄电池电压内环、蓄电池电流内环的三闭环控制，维持直流母线电压稳定，控制蓄电池过放与析气。

2.如权利要求1所述的运行方法，其特征在于，在步骤S2中，具体采用如下方法优化储能配置：

S21.计算光伏发电装置波动时，需要储能装置进行平抑的平衡功率；

S22.采用傅里叶变换方法，对平衡功率数据进行频谱分析；

S23.根据实际储能装置响应速度划分平衡功率频段，确定各频段储能设备的类型并针对不同频段分别进行储能设备容量的配比；

S24.结合储能装置充放电损耗和循环寿命，确定使储能装置成本最低的储能频段分割点及相应的最优储能配置。

3.如权利要求2所述的运行方法，其特征在于，所述储能装置的容量包括功率容量和能量容量；功率容量和能量容量的计算方式如下：

将储能装置响应频率范围外的信号归零，保留响应频率内的信号以实现信号分频；

利用快速傅里叶逆变换算法(IFFT)将滤波后的各频域信号还原至时域；

利用以下公式确定储能装置的最小功率容量P_ES：

P_ES＝max(P_{peak.positive},|P_{peak.negative}|)

即最小功率容量P_ES取决于滤波后对应时域信号中的正负峰值P_{peak.positive}、P_{peak.negative}的绝对值最大值；确保储能装置可有效平抑对应频段内的全部波动；

利用以下公式确定储能装置的最小能量容量E_ES.：

E_{ES.calculated}＝max(E_{peak.positive},|E_{peak.negative}|)，

E_ES＝2E_{ES.calculated}其中：

E_{peak.positive}＝max(∫P_b)/3600

E_{peak.negative}＝min(∫P_b)/3600，P_b为平衡功率。

4.如权利要求3所述的运行方法，其特征在于，最低成本的储能配置优化具体包括以下步骤：

根据功率总成本和能量总成本相等的关系，对储能额定功率容量和储能额定能量容量进行修订；

将修订后的储能额定能量容量带入下列公式计算储能装置在寿命结束前可消纳或发出的全部能量：

E_{ES_total}＝E_{ES_rated}/2×[1+(1－m)+(1－m)²+…+(1－m)^N-1]；m为对应储能装置单次充放电损耗容量，N为储能总循环寿命。

通过下列公式计算计混合储能组合中各分割频率下的储能装置更换次数：

t＝E_{station_total}/E_{ES_total}

根据储能装置更换次数建立成本与分割频率函数关系，求得最低成本下的最优储能配置。

5.如权利要求1-4任一所述的运行方法，其特征在于，所述脉冲充电方法包括下述内容：

蓄电池充电电压低于预设析气电压值时，直流母线电压外环起主要作用，蓄电池电压内环不起作用，此时蓄电池有能力吸收光伏发电装置中所有剩余能量；

当蓄电池充电电压等于预设析气电压值时，电压内环开始起作用，此时对蓄电池进行△t(0.5-1s)时间的负脉冲放电，使蓄电池电压下降，继续以放电以前的电流充电，到蓄电池电压再次达到预设析气电压值，再进行△t时间的负脉冲放电，以此循环，直到充电时间间隔和放电时间间隔相同；

蓄电池充满，脉冲充电已充不进去，进入恒压控制的小电流浮充阶段，蓄电池电压内环起主要作用；

蓄电池电流环限制充放电电流，当充放电电流达到限值还是不能稳定直流母线电压，超级电容开始充放电。