[发明专利]一种适用于梯次利用储能电站的电网支撑控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种适用于梯次利用储能电站的电网支撑控制方法及系统，由储能变流器PCS、电池管理子系统BMS及能量管理子系统EMS组成系统，使得储能电站在调峰调谷和电网支撑任务中执行：EMS汇集各PCS信息，计算当前运行周期电站最大可利用充/放电电量；根据系统最大可利用充/放电电量和总的最大可利用充/放电电量由EMS或PCS计算充/放电电量补偿系数；当电站执行电网支撑任务时，根据并网点频率或电压与额定频率或电压偏差值和需要补偿功率方向，各PCS根据充/放电电量补偿系数，分布式计算并提供功率支撑。本发明适用于梯次储能电站，保证电站执行电网支撑任务时，整站可利用电量不因各储能子系统电量差异减小，不依赖电池SOC监测精度，支撑响应速度快。

技术领域

本发明涉及电力电子变换技术领域，尤其涉及一种适用于梯次利用储能电站的电网支撑控制方法及系统。

背景技术

目前，随着电动汽车行业的发展，首批动力电池面临淘汰，然而这类动力电池剩余容量通常大于80％，可应用于储能电站，既能实现资源充分利用，也可降低储能电池建站成本，同时推进电动汽车和储能电站两个行业的发展。

梯次利用储能电站和常规储能电站关键区别在于前者站内各子系统的电池组容量存在差异，且回收电池由于老化程度不同更难实现SOC精准在线监测。

储能电站在无论应用在电网侧还是电源侧，从功能均可归类为从电网吸收或释放能量的调峰调谷和辅助调频调压的电网支撑功能。从现阶段来看，储能电站无论是调峰调谷还是电网支撑均起辅助作用，因此对上述两种功能也存在相应要求。首先，储能电站所储存的电量一般远小于电网峰谷缺口，此过程不需要复杂的控制，仅需按照额定功率进行充放电即可；然而对于储能电站的电网支撑功能，关键是响应速度及精度，且此类收益与电站提供电网支撑的电量正相关。

针对上述储能电站的两方面功能需求，现有的技术方案多为基于电池SOC信息的集中式控制策略，由EMS根据电池时时的SOC信息进行各子系统的能量分配，这类控制策略对BMS上传的电池SOC的信息严重依赖，且响应速度慢。

在梯次利用储能电站各电池组SOC不均衡且难以精确测量前提下，如何实现储能电站对电网支撑过程中最大化利用储能电站电量，同时兼顾储能电站对电网支撑的快速响应速度是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种适用于梯次利用储能电站的电网支撑控制方法及系统，在梯次利用储能电站各电池组SOC不均衡且难以精确测量前提下，实现储能电站对电网支撑的快速响应，同时最大利用储能电站电量。

为达到上述目的，本发明提供了一种适用于梯次利用储能电站的电网支撑控制方法，包括：

电站调峰期间，计算储能电站第i个储能变流器PCS在周期T内最大可利用充电电量占各储能变流器PCS在周期T内最大可利用充电电量之和的比例，作为第i个储能变流器PCS的充电补偿系数；对计算的第i个储能变流器PCS充电调频支撑有功功率和调压支撑无功功率分别乘以充电补偿系数，作为从电网吸收的有功功率和无功功率；

电站调谷期间，计算储能电站第i个储能变流器PCS在周期T内最大可利用放电电量占各子系统在周期T内最大可利用放电电量之和的比例，作为第i个储能变流器PCS的放电补偿系数；对计算的第i个储能变流器PCS放电调频支撑有功功率和调压支撑无功功率分别乘以放电补偿系数，作为向电网释放的有功功率和无功功率。

进一步地，计算储能电站第i个储能变流器PCS在周期T内最大可利用充电电量占各储能变流器PCS在周期T内最大可利用充电电量之和的比例，作为第i个储能变流器PCS的充电补偿系数，包括：

根据各储能变流器PCS从禁止放电状态到禁止充电状态的功率与时间曲线，计算第i个储能变流器PCS运行周期T内最大可利用充电电量W_{i_Ch arg e}：