專利名稱：多類型大容量兆瓦級電池儲能電站的電池功率控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多類型大容量兆瓦級電池儲能電站的電池功率控制方法，特別是指適用于含鋰離子電池、液流電池、鈉硫電池等多類型大容量兆瓦級電池儲能電站內(nèi)儲能子單元間的功率分配方法，屬于智能電網(wǎng)以及電能量存儲與轉(zhuǎn)換技術領域。
背景技術：
隨著電池及其集成技術的不斷發(fā)展，應用儲能電池系統(tǒng)去平滑風電及太陽能發(fā)電輸出逐漸成為了一種可行方案。常見的幾種儲能系統(tǒng)包括，抽水蓄能系統(tǒng)(pumped storage systems, PSS),飛輪儲能系統(tǒng)(flywheel energy storage system, FESS),超導儲能系統(tǒng)(superconducting magnetic energy system, SMES)，電池fi者能系統(tǒng)(battery energy storage system, BESS),壓縮空氣儲能系統(tǒng)(compressed air energy storage system, CAESS)，超級電容器儲能系統(tǒng)(super capacitor energy storage system, SCESS)等。電池儲能系統(tǒng)中目前常用的幾種大容量儲能電池有鈉硫電池，液流電池以及鋰離子電池等類型。通過合理控制連接在儲能設備上的換流器，高效實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的充放電，能在很大程度上解決由于風電及光伏發(fā)電隨機性、間歇性及波動性等帶來的風光發(fā)電輸出功率不穩(wěn)定問題，以滿足風力及太陽能發(fā)電的平滑輸出要求，并有效解決由于風電及光伏發(fā)電波動給電網(wǎng)頻率波動帶來的電能質(zhì)量等問題。風光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)本質(zhì)上是一種多能源系統(tǒng)，如何協(xié)調(diào)各個電源系統(tǒng)的工作，是混合發(fā)電系統(tǒng)研發(fā)上一個關鍵問題。從電池儲能的角度來說，過度的充電和過度的放電都會對電池的壽命造成影響。 因此，監(jiān)控好電池荷電狀態(tài)、在儲能電站內(nèi)部合理分配好總功率需求，并將電池的荷電狀態(tài)控制在一定范圍內(nèi)是必要的。而且，在風光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中，如果沒有合理有效的控制方法去監(jiān)控儲能電池的剩余電量，則會增加不必要的電池容量和使用成本。尤其，當不同特性的多種類型大容量的大規(guī)模儲能電站投入運行時，有必要開展大規(guī)模儲能電站內(nèi)部功率及能量分配的優(yōu)化控制研究并提出相關控制方法。目前有關多類型大容量兆瓦級電池儲能電站控制方法方面的專利、文獻、技術報告等非常非常少，需要深入研究和探索。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種多類型大容量兆瓦級電池儲能電站的電池功率控制方法，實現(xiàn)對電池功率及能量在各儲能子單元間實時優(yōu)化分配和控制的目標。為達到上述目的，本發(fā)明通過下述技術方案來實現(xiàn)一種多類型大容量兆瓦級電池儲能電站的電池功率控制方法，該電池儲能電站包括各種類型的電池儲能系統(tǒng)，其包括以下步驟A、數(shù)據(jù)讀取讀取電池儲能電站運行的相關實時數(shù)據(jù)以及當前總功率需求命令值P總需求；
B、通過小波變換控制器模塊確定各電池儲能系統(tǒng)的總功率命令值根據(jù)步驟A讀取的電池儲能電站的當前總功率需求命令值P, ，通過小波變換控制器模塊實時確定各電池儲能系統(tǒng)的總功率命令值，且滿足當前總功率需求命令值等于各電池儲能系統(tǒng)的總功率命令值之和；C、通過功率分配控制器模塊計算出每個儲能子單元的電池功率命令值每個電池儲能系統(tǒng)中包括若干同類型的儲能子單元，根據(jù)功率分配控制器模塊所采集的當前各儲能子單元的狀態(tài)信息以及步驟B確定的各電池儲能系統(tǒng)的總功率命令值， 計算出每個儲能子單元的電池功率命令值，以保證電池儲能電站的實時功率分配要求，并防止電池的過充電或過放電；D、通過功率匯總模塊對各儲能子單元的電池功率命令值進行匯總通過匯總模塊將步驟C所得各儲能子單元的電池功率命令值匯總后，將相關的各儲能子單元電池功率命令值信號通過數(shù)據(jù)存儲與管理模塊反饋給通訊模塊。E、數(shù)據(jù)輸出通過通訊模塊將步驟D匯總后的各儲能子單元電池功率命令值信號發(fā)送給監(jiān)控平臺，以執(zhí)行對各電池儲能系統(tǒng)的功率控制。其中，所述步驟B中，當前總功率需求命令值通過小波變換控制器分為低頻，中頻和高頻三部分，分別對應于各電池儲能系統(tǒng)的總功率命令值，通過下式分別求取低頻部分所對應的電池儲能系統(tǒng)的總功率P·》中頻部分所對應的電池儲能系統(tǒng)的總功率P+―和高頻部分所對應的電池儲能系統(tǒng)P ss,6
權(quán)利要求
1.一種多類型大容量兆瓦級電池儲能電站的電池功率控制方法，該電池儲能電站包括各種類型的電池儲能系統(tǒng)，其包括以下步驟A、數(shù)據(jù)讀取讀取電池儲能電站運行的相關實時數(shù)據(jù)以及當前總功率需求命令值Pgfw;B、通過小波變換控制器模塊確定各電池儲能系統(tǒng)的總功率命令值根據(jù)步驟A讀取的電池儲能電站的當前總功率需求命令值P, ，通過小波變換控制器模塊實時確定各電池儲能系統(tǒng)的總功率命令值，且滿足當前總功率需求命令值等于各電池儲能系統(tǒng)的總功率命令值之和；C、通過功率分配控制器模塊計算出每個儲能子單元的電池功率命令值每個電池儲能系統(tǒng)中包括若干同類型的儲能子單元，根據(jù)功率分配控制器模塊所采集的當前各儲能子單元的狀態(tài)信息以及步驟B確定的各電池儲能系統(tǒng)的總功率命令值，計算出每個儲能子單元的電池功率命令值，以保證電池儲能電站的實時功率分配要求，并防止電池的過充電或過放電；D、通過功率匯總模塊對各儲能子單元的電池功率命令值進行匯總通過匯總模塊將步驟C所得各儲能子單元的電池功率命令值匯總后，將相關的各儲能子單元電池功率命令值信號通過數(shù)據(jù)存儲與管理模塊反饋給通訊模塊。E、數(shù)據(jù)輸出通過通訊模塊將步驟D匯總后的各儲能子單元電池功率命令值信號發(fā)送給監(jiān)控平臺， 以執(zhí)行對各電池儲能系統(tǒng)的功率控制。
2.如權(quán)利要求1所述的多類型大容量兆瓦級電池儲能電站的電池功率控制方法，其特征在于所述步驟B中，當前總功率需求命令值通過小波變換控制器分為低頻，中頻和高頻三部分，分別對應于各電池儲能系統(tǒng)的總功率命令值，通過下式分別求取低頻部分所對應的電池儲能系統(tǒng)的總功率PteaP中頻部分所對應的電池儲能系統(tǒng)的總功率P ^ite和高頻部分所對應的電池儲能系統(tǒng)P髙頻總
3.如權(quán)利要求1所述的多類型大容量兆瓦級電池儲能電站的電池功率控制方法，其特征在于所述步驟C中，先通過功率分配控制器模塊判斷各電池儲能系統(tǒng)處于放電或充電狀態(tài)，再計算各電池儲能系統(tǒng)中每個儲能子單元的電池功率命令值1)當任一電池儲能系統(tǒng)的總功率命令值為正值時，表示該電池儲能系統(tǒng)將處于放電狀態(tài)，則所有電池儲能系統(tǒng)中各儲能子單元的電池功率命令值分別基于各儲能子單元的荷電狀態(tài)，再通過下式計算電池儲能系統(tǒng)中每個儲能子單元的電池功率命令值
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多類型大容量兆瓦級電池儲能電站的電池功率控制方法，包括步驟A數(shù)據(jù)讀取；B通過小波變換控制器模塊確定各電池儲能系統(tǒng)的總功率命令值；C通過功率分配控制器模塊計算出每個儲能子單元的電池功率命令值；D通過功率匯總模塊對各儲能子單元的電池功率命令值進行匯總；E數(shù)據(jù)輸出。本發(fā)明通過工控機和通信平臺完成基于鋰離子、液流、鈉硫等多類型大容量兆瓦級儲能電站內(nèi)部的電池功率協(xié)調(diào)控制，可實現(xiàn)對多類型大容量兆瓦級電池儲能電站實時有效控制。且根據(jù)不同類型電池的特性，如分別由鋰離子、鈉硫及液流電池承擔當前總功率需求中的低頻、中頻及高頻分量，實現(xiàn)提高不同類型儲能電池的使用效率，延長儲能電池使用壽命的控制目的。
文檔編號H02J15/00GK102157985SQ20111009944
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者惠東, 李又寧, 李相俊, 來小康 申請人:中國電力科學研究院