CN107872065A - 一种电网储能系统出力的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电网储能系统出力的控制方法及装置，方法包括：接收目标功率调度指令，并确定储能系统的当前充电状态值及运行模式，根据运行模式设定发电机组的跟踪偏差量并发送至发电机组控制器，以使：发电机组控制器设定发电机组的第二目标出力值，控制发电机组按照第二目标出力值输出功率，并将发电机组当前输出功率发送至储能系统控制器，计算第一目标出力值与发电机组当前输出功率的差值，根据差值及运行模式控制储能系统输出功率。本方案将快速反复的出力调节需求转化为单方向的持续时间长而转换次数少的调节需求，在满足目标功率调度指令的同时，大大延长储能系统的使用寿命，降低运行成本。

Description

一种电网储能系统出力的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种电网储能系统出力的控制方法及装置。

背景技术

随着电力技术的发展，电能成为了人们日常生活中必不可少的能源。目前电网发电系统主要包括火力发电、水力发电与核能发电以及新能源发电系统等。在电网发电系统中，包括用于产生出力的发电机组及用于控制发电机组的发电机组控制器。为了保证快速稳定地响应自动发电控制(Automatic Generation Control，AGC)调度指令，电网发电系统中还包括用于配合发电机组运行的储能系统以及用于控制储能系统的储能系统控制器。发电机组控制器及储能系统控制器均可以接收AGC调度指令，控制储能系统与发电机组联合响应AGC调度指令运行，电网发电系统向外提供的总体出力为发电机组与储能系统的出力的总和，可以实现储能系统与发电机组的优势互补。

储能系统由于其输出功率调节的快速性和精确性，在独立或辅助发电机组响应电网AGC调频应用、风电/光伏输出功率平滑应用、风电/光伏预测功率跟踪、响应电网指令进行负荷调节等领域应用广泛。在这些应用中，储能系统用于快速响应AGC调度指令，或补偿发电机组实际输出功率与电网调度指令的偏差，或补偿发电机组实际输出功率与预测及设定出力间的偏差。

储能系统的运行特点表现为快速、反复、频繁及小深度(Depth of Discharge，DOD)的充放电操作。例如，在电网AGC调频应用中，储能系统在一天内进行的充放电循环次数可能高达数百次至上千次，而每次充放电循环的DOD可能仅在10％-30％。储能系统的这些运行特点，对储能系统的使用寿命带来巨大挑战，造成现有储能系统的使用寿命短，运行成本高。尤其对于能量型电池储能系统而言，每天数百次的小DOD充放电循环使储能系统在1-2周内便快速失效。

发明内容

本发明实施例公开了一种电网储能系统出力的控制方法及装置，用以解决现有储能系统使用寿命短，运行成本高的问题。技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种电网储能系统出力的控制方法，应用于储能系统控制器，所述方法包括：

接收目标功率调度指令，并确定储能系统的当前充电状态值，其中，所述当前充电状态值为所述储能系统当前剩余能量与额定能量容量的比值，所述目标功率调度指令携带第一目标出力值；

根据所述当前充电状态值及预先设定的储能系统的初始运行模式设定所述储能系统的运行模式；

根据所述储能系统的运行模式设定发电机组的跟踪偏差量，其中，所述跟踪偏差量表示所述发电机组的实际出力值与目标出力值的差值；

发送所述跟踪偏差量至发电机组控制器，以使：所述发电机组控制器根据所述跟踪偏差量及接收的所述目标功率调度指令所携带的所述第一目标出力值设定所述发电机组的第二目标出力值，控制所述发电机组按照所述第二目标出力值输出功率，并检测所述发电机组当前输出功率，将所述发电机组当前输出功率发送至所述储能系统控制器；

接收所述发电机组当前输出功率，并计算所述第一目标出力值与所述发电机组当前输出功率的差值；

根据所述差值及所述运行模式确定所述储能系统的出力值，并控制所述储能系统按照所述储能系统的出力值输出功率。

可选的，所述接收目标功率调度指令之前，所述方法还包括：

在所述储能系统的运行初始时刻，按照预设的初始模式设置方式，设定所述储能系统的运行模式。

可选的，所述按照预设的初始模式设置方式，设定所述储能系统的运行模式包括：

当所述储能系统的初始充电状态值不高于运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式；

当所述储能系统的初始充电状态值不低于运行上限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯放电模式；

当所述储能系统的初始充电状态值低于所述运行上限且高于所述运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式或单纯放电模式；

其中，所述初始充电状态值为所述储能系统在运行初始时刻的剩余能量与额定能量容量的比值，所述运行上限为所述储能系统以额定功率充电的最大充电状态值，所述运行下限为所述储能系统以额定功率放电的最小充电状态值，所述单纯充电模式对应的所述储能系统的可调节出力范围为[-P，0]，所述单纯放电模式对应的所述储能系统的可调节出力范围为[0，P]，P为所述储能系统的额定功率。

可选的，所述根据所述当前充电状态值设定所述储能系统的运行模式包括：

当所述当前充电状态值不高于运行下限时，则设定所述储能系统的运行模式为所述单纯充电模式；

当所述当前充电状态值不低于运行上限时，则设定所述储能系统的运行模式为单纯放电模式；

当所述当前充电状态值低于所述运行上限且高于所述运行下限时，则保持所述储能系统的运行模式不变。

可选的，所述根据所述储能系统的运行模式设定所述发电机组的跟踪偏差量包括：

当所述运行模式为单纯充电模式时，设定所述发电机组的跟踪偏差量为P/2；

当所述运行模式为单纯放电模式时，设定所述发电机组的跟踪偏差量为-P/2。

可选的，所述根据所述差值及所述运行模式确定所述储能系统的出力值包括：

当所述运行模式为单纯充电模式时，如果所述差值大于零，则确定所述储能系统的出力值为零；如果所述差值小于-P，则确定所述储能系统的出力值为-P；如果所述差值属于(-P，0)，则确定所述储能系统的出力值为所述差值；

当所述运行模式为单纯放电模式时，如果所述差值小于零，则确定所述储能系统的出力值为零；如果所述差值大于P，则确定所述储能系统的出力值为P；如果所述差值属于(0，P)，则确定所述储能系统的出力值为所述差值。

可选的，所述发电机组控制器根据所述跟踪偏差量及所述第一目标出力值设定所述发电机组的第二目标出力值具体为：

所述发电机组控制器设定所述发电机组的第二目标出力值为所述跟踪偏差量与所述第一目标出力值的和。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电网储能系统出力的控制装置，应用于储能系统控制器，所述装置包括：

当前充电状态值确定模块，用于接收目标功率调度指令，并确定储能系统的当前充电状态值，其中，所述当前充电状态值为所述储能系统当前剩余能量与额定能量容量的比值，所述目标功率调度指令携带第一目标出力值；

运行模式设定模块，用于根据所述当前充电状态值设定所述储能系统的运行模式；

跟踪偏差量设定模块，用于根据所述储能系统的运行模式设定发电机组的跟踪偏差量，其中，所述跟踪偏差量表示所述发电机组的实际出力值与目标出力值的差值；

跟踪偏差量发送模块，用于发送所述跟踪偏差量至发电机组控制器，以使：所述发电机组控制器根据所述跟踪偏差量及接收的所述目标功率调度指令所携带的所述第一目标出力值设定所述发电机组的第二目标出力值，控制所述发电机组按照所述第二目标出力值输出功率，并检测所述发电机组当前输出功率，将所述发电机组当前输出功率发送至所述储能系统控制器；

差值计算模块，用于接收所述发电机组当前输出功率，并计算所述第一目标出力值与所述发电机组当前输出功率的差值；

功率输出模块，用于根据所述差值及所述运行模式确定所述储能系统的出力值，并控制所述储能系统按照所述储能系统的出力值输出功率。

可选的，所述装置还包括初始运行模式设定模块，用于：

接收目标功率调度指令之前，在所述储能系统的运行初始时刻，按照预设的初始模式设置方式，设定所述储能系统的运行模式。

可选的，所述装置还包括初始运行模式设定模块具体用于接收目标功率调度指令之前，在所述储能系统的运行初始时刻：

当所述储能系统的初始充电状态值不高于运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式；

当所述储能系统的初始充电状态值不低于运行上限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯放电模式；

当所述储能系统的初始充电状态值低于所述运行上限且高于所述运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式或单纯放电模式；

其中，所述初始充电状态值为所述储能系统在运行初始时刻的剩余能量与额定能量容量的比值，所述运行上限为所述储能系统以额定功率充电的最大充电状态值，所述运行下限为所述储能系统以额定功率放电的最小充电状态值，所述单纯充电模式对应的所述储能系统的可调节出力范围为[-P，0]，所述单纯放电模式对应的所述储能系统的可调节出力范围为[0，P]，P为所述储能系统的额定功率。

可选的，所述运行模式设定模块包括：

第一设定单元，用于当所述当前充电状态值不高于运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为所述单纯充电模式；

第二设定单元，用于当所述当前充电状态值不低于运行上限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯放电模式；

第三设定单元，用于当所述当前充电状态值低于所述运行上限且高于所述运行下限时，保持所述储能系统的运行模式不变。

可选的，所述跟踪偏差量设定模块包括：

正跟踪偏差量设定单元，用于当所述运行模式为单纯充电模式时，设定所述发电机组的跟踪偏差量为P/2；

负跟踪偏差量设定单元，用于当所述运行模式为单纯放电模式时，设定所述发电机组的跟踪偏差量为-P/2。

可选的，所述功率输出模块包括：

第一出力值设定单元，用于当所述运行模式为单纯充电模式时，如果所述差值大于零，则确定所述储能系统的出力值为零；如果所述差值小于-P，则确定所述储能系统的出力值为-P；如果所述差值属于(-P，0)，则确定所述储能系统的出力值为所述差值；

第二出力值设定单元，用于当所述运行模式为单纯放电模式时，如果所述差值小于零，则确定所述储能系统的出力值为零；如果所述差值大于P，则确定所述储能系统的出力值为P；如果所述差值属于(0，P)，则确定所述储能系统的出力值为所述差值。

可选的，其特征在于，所述跟踪偏差量发送模块具体用于：

发送所述跟踪偏差量至发电机组控制器，以使：所述发电机组控制器设定所述发电机组的第二目标出力值为所述跟踪偏差量与所述第一目标出力值的和，控制所述发电机组按照所述第二目标出力值输出功率，并检测所述发电机组当前输出功率，将所述发电机组当前输出功率发送至所述储能系统控制器。

本方案中，储能系统控制器接收目标功率调度指令，并确定储能系统的当前充电状态值，根据当前充电状态值设定储能系统的运行模式，进而设定发电机组的跟踪偏差量，然后发送跟踪偏差量至发电机组控制器，以使：发电机组控制器根据跟踪偏差量及接收的第一目标出力值设定发电机组的第二目标出力值，进而控制发电机组按照所述第二目标出力值输出功率，并检测发电机组当前输出功率，储能系统控制器接收发电机组当前输出功率，并计算第一目标出力值与发电机组当前输出功率的差值，最后根据差值及运行模式确定储能系统的出力值，并控制储能系统按照出力值输出功率。由于本方案中储能系统控制器根据当前充电状态值设定运行模式，进而设定发电机组的跟踪偏差量及计算第一目标出力值与发电机组当前输出功率的差值，使储能系统的出力值可以根据差值及运行模式来设定，将快速反复的出力调节需求转化为单方向的持续时间长而转换次数少的调节需求，在满足目标功率调度指令的同时，大大延长储能系统的使用寿命，降低运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电网储能系统出力的控制方法的流程图；

图2(a)为本发明实施例提供的一种电网AGC调频应用中目标功率调度指令和采用现有的电网储能系统出力的控制方法对应的发电机组出力示意图；

图2(b)为图2(a)所示的电网AGC调频应用中采用现有的电网储能系统出力的控制方法的储能系统出力示意图；

图2(c)为图2(a)所示的电网AGC调频应用中目标功率调度指令和采用本发明实施例提供的电网储能系统出力的控制方法对应的发电机组出力示意图；

图2(d)为图2(a)所示的电网AGC调频应用中采用本发明实施例提供的电网储能系统出力的控制方法的储能系统出力示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电网储能系统出力的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了延长储能系统的使用寿命，同时降低储能系统运行成本，本发明实施例提供了一种电网储能系统出力的控制方法及装置。

首先需要说明的是，为了方便介绍本发明实施例提供的一种电网储能系统出力的控制方法及装置，在本文中，储能系统向电网馈出电能时，即储能系统放电时，定义储能系统输出功率为正；储能系统从电网吸收电能时，即储能系统充电时，定义储能系统输出功率为负。发电机组向电网馈出电能时，即发电机组放电时，定义发电机组输出功率为正。

下面首先对本发明实施例所提供的一种电网储能系统出力的控制方法进行介绍。

如图1所示，一种电网储能系统出力的控制方法，包括以下步骤：

S101，接收目标功率调度指令，并确定储能系统的当前充电状态值；

储能系统控制器接收来自电网的目标功率调度指令，其中，该目标功率调度指令携带第一目标出力值。同时，储能系统控制器确定储能系统的当前充电状态值，该当前充电状态值为储能系统当前剩余能量与额定能量容量的比值。例如，储能系统当前剩余能量为75MW·h(兆瓦时)，储能系统的额定能量容量为100MW·h，那么储能系统的当前充电状态值即为75/100＝75％。

S102，根据所述当前充电状态值设定所述储能系统的运行模式；

储能系统控制器确定了储能系统的当前充电状态值后，可以根据该当前充电状态值设定储能系统的运行模式，这样可以根据储能系统的实际充放电状态来设定储能系统的运行模式，将快速反复的出力调节需求转化为单方向的持续时间长而转换次数少的调节需求，同时避免储能系统出现过充或过放的危险而影响储能系统的使用寿命。

需要说明的是，在储能系统投入运行的初始时刻即运行初始时刻，可以根据储能系统在运行初始时刻的初始充电状态值设定储能系统的运行模式，具体设定方式可以包括：

当所述储能系统的初始充电状态值不高于(低于)运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式；

当所述储能系统的初始充电状态值不低于(高于)运行上限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯放电模式；

当所述储能系统的初始充电状态值低于所述运行上限且高于所述运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式或单纯放电模式。

需要说明的是，上述运行上限为储能系统以额定功率充电的最大充电状态值。可以理解的是，储能系统作为一种提供电能的设备，在实际应用中，一般其充电的最大充电状态值是不会为100％的，这样可以避免储能系统过充而降低使用寿命，所以储能系统会具有一个以额定功率充电的最大充电状态值，也就是说，运行上限为储能系统的固有属性，不同类型的储能系统的运行上限是不同的，例如可能为80％、90％等。

相应的，上述运行下限为所述储能系统以额定功率放电的最小充电状态值。一般其放电的最小充电状态值也不会为0％，该运行下限也是储能系统的固有属性，不同类型的储能系统的运行下限也是不同的，例如可能为15％、20％等。

进一步的，上述初始充电状态值为所述储能系统在运行初始时刻的剩余能量与额定能量容量的比值，例如，储能系统在运行初始时刻的剩余能量为55MW·h，储能系统的额定能量容量为100MW·h，那么储能系统的当前充电状态值即为55/100＝55％。

当储能系统控制器判断出储能系统的初始充电状态值不高于运行下限时，例如，储能系统的初始充电状态值为10％，运行下限为20％，此时，说明储能系统在运行初始时刻的剩余能量比较少，允许充电的电量较多，也就是可充电能力很好，那么便可以设定储能系统的运行模式为单纯充电模式，也就是设定储能系统单纯从电网吸收电量，避免储能系统进行快速反复的出力调节。其中，该单纯充电模式对应的储能系统的可调节出力范围为[-P，0]也就是储能系统的充电功率可以为[0，P]之间的一个值，P为储能系统的额定功率。

当判断出储能系统的当前初始充电状态值不低于运行上限时，例如，储能系统的初始充电状态值为90％，运行上限为85％，此时，说明储能系统在运行初始时刻的剩余能量比较多，允许放电的电量较多，也就是可放电能力很好，那么便可以设定储能系统的运行模式为单纯放电模式，也就是设定储能系统单纯向电网馈出电量，避免储能系统进行快速反复的出力调节。其中，该单纯放电模式对应的储能系统的可调节出力范围为[0，P]，也就是储能系统的放电功率可以为[0，P]之间的一个值。

当判断出储能系统的初始充电状态值低于上述运行上限且高于上述运行下限时，例如储能系统的初始充电状态值为50％，运行上限为85％，运行下限为20％，此时，说明储能系统在运行初始时刻的剩余能量较适中，允许放电或放电的电量相差不是很大，也就是此时储能系统具有一定的可放电能力和可充电能力，那么便可以设定储能系统的运行模式为单纯充电模式、单纯放电模式中的一种。

储能系统按照上述设定的运行模式投入运行后，储能系统控制器可以实时检测储能系统的当前充电状态值，进而根据该当前充电状态值对储能系统的运行模式进行转换控制。转换控制的具体方式可以包括：

当所述当前充电状态值不高于运行下限时，则设定所述储能系统的运行模式为所述单纯充电模式；

当所述当前充电状态值不低于运行上限时，则设定所述储能系统的运行模式为单纯放电模式；

当所述当前充电状态值低于所述运行上限且高于所述运行下限时，则保持所述储能系统的运行模式不变。

也就是说，当储能系统的当前充电状态值达到运行下限时即不高于运行下限时，则转换储能系统的运行模式为单纯充电模式；当储能系统的当前充电状态值达到运行上限时，则转换储能系统的运行模式为单纯放电模式。当储能系统当前充电状态大于运行下限且小于运行上限(即处于运行上下限之间)时，则保持储能系统的运行模式不变，也就是保持储能系统的运行模式为上述原设定运行模式。一旦储能系统的当前充电状态值达到运行上限或运行下限便需要对运行模式进行转换，这样可以保证储能系统不会出现过充或者过放的危险，使储能系统运行在最佳充放电状态，进而延长储能系统的使用寿命。

S103，根据所述储能系统的运行模式设定发电机组的跟踪偏差量；

其中，该跟踪偏差量表示发电机组的实际出力目标值与下述第一目标出力值的差值。

具体的，储能系统控制器根据储能系统的运行模式设定发电机组的跟踪偏差量的方式可以包括：

当所述运行模式为单纯充电模式时，设定所述发电机组的跟踪偏差量为P/2；

当所述运行模式为单纯放电模式时，设定所述发电机组的跟踪偏差量为-P/2。

当上述运行模式为单纯充电模式时，储能系统从电网吸收电能，那么为了满足电网下发的目标功率调度指令，发电机组便需要向电网馈出更多的电能，所以此时可以设定发电机组的跟踪偏差量为P/2，即设定发电机组对目标功率调度指令的跟踪模式为正偏差模式。

当上述运行模式为单纯放电模式时，储能系统向电网馈出电能，那么为了满足电网下发的目标功率调度指令，发电机组便需要向电网馈出更少的电能，所以此时可以设定发电机组的跟踪偏差量为-P/2，即设定发电机组对目标功率调度指令的跟踪模式为负偏差模式。

S104，发送所述跟踪偏差量至发电机组控制器，以使：所述发电机组控制器根据所述跟踪偏差量及接收的所述目标功率调度指令所携带的所述第一目标出力值设定所述发电机组的第二目标出力值，控制所述发电机组按照所述第二目标出力值输出功率，并检测所述发电机组当前输出功率，将所述发电机组当前输出功率发送至所述储能系统控制器；

储能系统控制器设定了上述跟踪偏差量后，可以与发电机组控制器进行通讯，将该跟踪偏差量发送至发电机组控制器。发电机组控制器接收该跟踪偏差量，同时接收目标功率调度指令。

发电机组控制器接收了上述跟踪偏差量和目标功率调度指令后，可以根据该跟踪偏差量和该目标功率调度指令所携带的第一目标出力值设定发电机组的第二目标出力值。具体的，发电机组控制器可以设定发电机组的第二目标出力值为该跟踪偏差量与该第一目标出力值的和，这样可以使发电机组按照设定偏差量满足上述目标功率调度指令所携带的第一目标出力值的要求，进而尽量减少储能系统反复频繁地切换充放电模式，从而延长储能系统的使用寿命，降低储能系统的运行成本。

举例而言，如果第一目标出力值为260MW(兆瓦)，储能系统的额定功率为15MW，发电机组对目标功率调度指令的跟踪模式为正偏差模式，那么此时发电机组控制器可以设定发电机组的第二目标出力值为260+7.5＝267.5MW。

设定了发电机组的第二目标出力值后，发电机组控制器便可以控制发电机组按照该第二目标出力值输出功率，同时检测发电机组当前输出功率，并将该发电机组当前输出功率发送至储能系统控制器。

需要说明的是，发电机组当前输出功率即发电机组的实际输出功率。实际应用中，由于发电机组本身的特点，其实际输出功率不是与上述第二目标出力值完全相等的，发电机组控制器会控制发电机组输出功率以尽量接近该第二目标出力值，但是仍然会有差异，但是该差异一般是比较小的，例如为5MW、-7MW等。

S105，接收所述发电机组当前输出功率，并计算所述第一目标出力值与所述发电机组当前输出功率的差值；

储能系统控制器接收发电机组控制器发送的发电机组当前输出功率，并计算上述目标功率调度指令所携带的第一目标出力值与该发电机组当前输出功率的差值。例如，第一目标出力值为260MW，发电机组当前输出功率265MW，那么该差值即为260-265＝-5MW。

S106，根据所述差值及所述运行模式确定所述储能系统的出力值，并控制所述储能系统按照所述储能系统的出力值输出功率。

储能系统控制器计算得到上述差值后，可以进一步根据该差值和上述运行模式确定储能系统的出力值。

具体的，根据该差值及该运行模式确定储能系统的出力值的方式可以包括：

当所述运行模式为单纯充电模式时，如果所述差值大于零，则确定所述储能系统的出力值为零；如果所述差值小于-P，则确定所述储能系统的出力值为-P；如果所述差值属于(-P，0)，则确定所述储能系统的出力值为所述差值；

当所述运行模式为单纯放电模式时，如果所述差值小于零，则确定所述储能系统的出力值为零；如果所述差值大于P，则确定所述储能系统的出力值为P；如果所述差值属于(0，P)，则确定所述储能系统的出力值为所述差值。

实际应用中，如果该运行模式为单纯充电模式，上述差值小于-P，说明发电机组当前输出功率大于上述目标功率调度指令所携带的第一目标出力值，且发电机组当前输出功率比该第一目标出力值大很多，那么此时储能系统需要充电，以保证储能系统与发电机组的整体出力值满足该第一目标出力值，所以可以确定储能系统的出力值为-P，即储能系统以额定功率充电，这样可以使储能系统快速充电，进而使储能系统与发电机组的整体出力值快速满足该第一目标出力值的要求。

如果该差值属于(-P，0)，说明发电机组当前输出功率大于上述目标功率调度指令所携带的第一目标出力值，且发电机组当前输出功率并没有比该第一目标出力值大很多，那么此时储能系统需要充电，以保证储能系统与发电机组的整体出力值满足该第一目标出力值，所以可以确定储能系统的出力值为该差值，即储能系统以该差值的大小充电，这样可以使储能系统与发电机组的整体出力值快速满足该第一目标出力值的要求。

如果该差值大于零，说明发电机组当前输出功率小于上述目标功率调度指令所携带的第一目标出力值，但是，因为在步骤S104中发电机组控制器设定了发电机组的第二目标出力值为跟踪偏差量与该第一目标出力值的和，而在该运行模式为单纯充电模式时，跟踪偏差量为P/2，所以该差值一般不会大于零，该差值大于零可能是由于发电机组输出功率发生特殊情况导致的，所以为了避免储能系统频繁切换充放电模式，此时可以设定储能系统的出力值为零，由发电机组去跟踪该目标功率调度指令。

同理的，如果该运行模式为单纯放电模式，上述差值大于P，说明发电机组当前输出功率小于上述目标功率调度指令所携带的第一目标出力值，且发电机组当前输出功率比该第一目标出力值小很多，那么此时储能系统需要放电，以保证储能系统与发电机组的整体出力值满足该第一目标出力值，所以可以确定储能系统的出力值为P，即储能系统以额定功率放电，这样可以使储能系统快速放电，进而使储能系统与发电机组的整体出力值快速满足该第一目标出力值的要求。

如果该差值属于(0，P)，说明发电机组当前输出功率小于上述目标功率调度指令所携带的第一目标出力值，且发电机组当前输出功率并没有比该第一目标出力值小很多，那么此时储能系统需要放电，以保证储能系统与发电机组的整体出力值满足该第一目标出力值，所以可以确定储能系统的出力值为该差值，即储能系统以该差值的大小放电，这样可以使储能系统与发电机组的整体出力值快速满足该第一目标出力值的要求。

如果该差值小于零，说明发电机组当前输出功率大于上述目标功率调度指令所携带的第一目标出力值，但是，因为在步骤S104中发电机组控制器设定了发电机组的第二目标出力值为跟踪偏差量与该第一目标出力值的和，而在该运行模式为单纯放电模式时，跟踪偏差量为-P/2，所以该差值一般不会小于零，该差值小于零可能是由于发电机组输出功率发生特殊情况导致的，所以为了避免储能系统频繁切换充放电模式，此时可以设定储能系统的出力值为零，由发电机组去跟踪该目标功率调度指令。

如图2所示，图中出力值的单位均为MW，储能系统的额定功率为15MW。图2(a)所示，为一种电网AGC调频应用中，在30分钟内目标功率调度指令(图中以AGC指令表示)与采用现有的电网储能系统出力的控制方法对应的发电机组出力(图中以机组出力表示)的示意图。图2(b)为图2(a)所示的电网AGC调频应用中采用现有的电网储能系统出力的控制方法的储能系统出力示意图，从图2(b)中可以看出，在30分钟内，储能系统的充放电状态转换了10次，平均每3分钟就要转换一次充放电状态，这对储能系统的使用寿命造成严重的不良影响。

如图2(b)和(d)所示，在同样的电网AGC调频应用中，在30分钟内，采用本发明实施例所提供的电网储能系统出力的控制方法的储能系统出力均为放电状态，储能系统没有转换充放电状态，也就是说采用本发明实施例所提供的电网储能系统出力的控制方法可以将采用现有电网储能系统出力的控制方法中，储能系统10次的充放电状态转换转化为一个纯放电状态，使储能系统的使用寿命大大延长，同时大幅度降低了储能系统的运行成本。

可见，本发明实施例所提供的方案中，储能系统控制器接收目标功率调度指令，并确定储能系统的当前充电状态值，根据当前充电状态值设定储能系统的运行模式，进而设定发电机组的跟踪偏差量，然后发送跟踪偏差量至发电机组控制器，以使：发电机组控制器根据跟踪偏差量及接收的第一目标出力值设定发电机组的第二目标出力值，进而控制发电机组按照所述第二目标出力值输出功率，并检测发电机组当前输出功率，储能系统控制器接收发电机组当前输出功率，并计算第一目标出力值与发电机组当前输出功率的差值，最后根据差值及运行模式确定储能系统的出力值，并控制储能系统按照出力值输出功率。由于本方案中储能系统控制器根据当前充电状态值设定运行模式，进而设定发电机组的跟踪偏差量及计算第一目标出力值与发电机组当前输出功率的差值，使储能系统的出力值可以根据差值及运行模式来设定，将快速反复的出力调节需求转化为单方向的持续时间长而转换次数少的调节需求，在满足目标功率调度指令的同时，大大延长储能系统的使用寿命，降低运行成本。

相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种电网储能系统出力的控制装置。下面对本发明实施例所提供的一种电网储能系统出力的控制装置进行介绍。

如图3所示，一种电网储能系统出力的控制装置，应用于储能系统控制器，所述装置包括：

当前充电状态值确定模块310，用于接收目标功率调度指令，并确定储能系统的当前充电状态值；

其中，所述当前充电状态值为所述储能系统当前剩余能量与额定能量容量的比值，所述目标功率调度指令携带第一目标出力值。

运行模式设定模块320，用于根据所述当前充电状态值设定所述储能系统的运行模式；

跟踪偏差量设定模块330，用于根据所述储能系统的运行模式设定发电机组的跟踪偏差量；

其中，所述跟踪偏差量表示所述发电机组的实际出力值与目标出力值的差值。

跟踪偏差量发送模块340，用于发送所述跟踪偏差量至发电机组控制器，以使：所述发电机组控制器根据所述跟踪偏差量及接收的所述目标功率调度指令所携带的所述第一目标出力值设定所述发电机组的第二目标出力值，控制所述发电机组按照所述第二目标出力值输出功率，并检测所述发电机组当前输出功率，将所述发电机组当前输出功率发送至所述储能系统控制器；

差值计算模块350，用于接收所述发电机组当前输出功率，并计算所述第一目标出力值与所述发电机组当前输出功率的差值；

功率输出模块360，用于根据所述差值及所述运行模式确定所述储能系统的出力值，并控制所述储能系统按照所述储能系统的出力值输出功率。

可见，本发明实施例所提供的方案中，储能系统控制器接收目标功率调度指令，并确定储能系统的当前充电状态值，根据当前充电状态值设定储能系统的运行模式，进而设定发电机组的跟踪偏差量，然后发送跟踪偏差量至发电机组控制器，以使：发电机组控制器根据跟踪偏差量及接收的第一目标出力值设定发电机组的第二目标出力值，进而控制发电机组按照所述第二目标出力值输出功率，并检测发电机组当前输出功率，储能系统控制器接收发电机组当前输出功率，并计算第一目标出力值与发电机组当前输出功率的差值，最后根据差值及运行模式确定储能系统的出力值，并控制储能系统按照出力值输出功率。由于本方案中储能系统控制器根据当前充电状态值设定运行模式，进而设定发电机组的跟踪偏差量及计算第一目标出力值与发电机组当前输出功率的差值，使储能系统的出力值可以根据差值及运行模式来设定，将快速反复的出力调节需求转化为单方向的持续时间长而转换次数少的调节需求，在满足目标功率调度指令的同时，大大延长储能系统的使用寿命，降低运行成本。

在本发明的一种实施方式中，所述装置还包括初始运行模式设定模块(图中未示出)，可以用于：

接收目标功率调度指令之前，在所述储能系统的运行初始时刻，按照预设的初始模式设置方式，设定所述储能系统的运行模式。

具体的，所述初始运行模式设定模块可以用于接收目标功率调度指令之前，在所述储能系统的运行初始时刻：

当所述储能系统的初始充电状态值不高于运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式；

当所述储能系统的初始充电状态值不低于运行上限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯放电模式；

当所述储能系统的初始充电状态值低于所述运行上限且高于所述运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式或单纯放电模式；

其中，所述初始充电状态值为所述储能系统在运行初始时刻的剩余能量与额定能量容量的比值，所述运行上限为所述储能系统以额定功率充电的最大充电状态值，所述运行下限为所述储能系统以额定功率放电的最小充电状态值，所述单纯充电模式对应的所述储能系统的可调节出力范围为[-P，0]，所述单纯放电模式对应的所述储能系统的可调节出力范围为[0，P]，P为所述储能系统的额定功率。

具体的，所述运行模式设定模块320可以包括：

第一设定单元(图中未示出)，(图中未示出)，用于当所述当前充电状态值不高于运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式；

第二设定单元(图中未示出)，用于当所述当前充电状态值不低于运行上限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯放电模式；

第三设定单元(图中未示出)，用于当所述当前充电状态值低于所述运行上限且高于所述运行下限时，保持所述储能系统的运行模式不变。

具体的，所述跟踪偏差量设定模块330可以包括：

正跟踪偏差量设定单元(图中未示出)，用于当所述运行模式为单纯充电模式时，设定所述发电机组的跟踪偏差量为P/2；

负跟踪偏差量设定单元(图中未示出)，用于当所述运行模式为单纯放电模式时，设定所述发电机组的跟踪偏差量为-P/2。

具体的，所述功率输出模块360可以包括：

第一出力值设定单元(图中未示出)，用于当所述运行模式为单纯充电模式时，如果所述差值大于零，则确定所述储能系统的出力值为零；如果所述差值小于-P，则确定所述储能系统的出力值为-P；如果所述差值属于(-P，0)，则确定所述储能系统的出力值为所述差值；

第二出力值设定单元(图中未示出)，用于当所述运行模式为单纯放电模式时，如果所述差值小于零，则确定所述储能系统的出力值为零；如果所述差值大于P，则确定所述储能系统的出力值为P；如果所述差值属于(0，P)，则确定所述储能系统的出力值为所述差值。

进一步的，所述跟踪偏差量发送模块340具体可以用于：

发送所述跟踪偏差量至发电机组控制器，以使：所述发电机组控制器设定所述发电机组的第二目标出力值为所述跟踪偏差量与所述第一目标出力值的和，控制所述发电机组按照所述第二目标出力值输出功率，并检测所述发电机组当前输出功率，将所述发电机组当前输出功率发送至所述储能系统控制器。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种电网储能系统出力的控制方法，其特征在于，应用于储能系统控制器，所述方法包括：

接收目标功率调度指令，并确定储能系统的当前充电状态值，其中，所述当前充电状态值为所述储能系统当前剩余能量与额定能量容量的比值，所述目标功率调度指令携带第一目标出力值；

根据所述当前充电状态值设定所述储能系统的运行模式；

根据所述储能系统的运行模式设定发电机组的跟踪偏差量，其中，所述跟踪偏差量表示所述发电机组的实际出力跟踪目标值与第一目标出力值的差值；

发送所述跟踪偏差量至发电机组控制器，以使：所述发电机组控制器根据所述跟踪偏差量及接收的所述目标功率调度指令所携带的所述第一目标出力值设定所述发电机组的第二目标出力值，控制所述发电机组按照所述第二目标出力值输出功率，并检测所述发电机组当前输出功率，将所述发电机组当前输出功率发送至所述储能系统控制器；

接收所述发电机组当前输出功率，并计算所述第一目标出力值与所述发电机组当前输出功率的差值；

根据所述差值及所述运行模式确定所述储能系统的出力值，并控制所述储能系统按照所述储能系统的出力值输出功率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收目标功率调度指令之前，所述方法还包括：

在所述储能系统的运行初始时刻，按照预设的初始模式设置方式，设定所述储能系统的运行模式。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照预设的初始模式设置方式，设定所述储能系统的运行模式包括：

当所述储能系统的初始充电状态值不高于运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式；

当所述储能系统的初始充电状态值不低于运行上限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯放电模式；

当所述储能系统的初始充电状态值低于所述运行上限且高于所述运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式或单纯放电模式；

其中，所述初始充电状态值为所述储能系统在运行初始时刻的剩余能量与额定能量容量的比值，所述运行上限为所述储能系统以额定功率充电的最大充电状态值，所述运行下限为所述储能系统以额定功率放电的最小充电状态值，所述单纯充电模式对应的所述储能系统的可调节出力范围为[-P，0]，所述单纯放电模式对应的所述储能系统的可调节出力范围为[0，P]，P为所述储能系统的额定功率。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前充电状态值设定所述储能系统的运行模式包括：

当所述当前充电状态值不高于运行下限时，则设定所述储能系统的运行模式为所述单纯充电模式；

当所述当前充电状态值不低于运行上限时，则设定所述储能系统的运行模式为单纯放电模式；

当所述当前充电状态值低于所述运行上限且高于所述运行下限时，则保持所述储能系统的运行模式不变。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述储能系统的运行模式设定所述发电机组的跟踪偏差量包括：

当所述运行模式为单纯充电模式时，设定所述发电机组的跟踪偏差量为P/2；

当所述运行模式为单纯放电模式时，设定所述发电机组的跟踪偏差量为-P/2。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述差值及所述运行模式确定所述储能系统的出力值包括：

当所述运行模式为单纯充电模式时，如果所述差值大于零，则确定所述储能系统的出力值为零；如果所述差值小于-P，则确定所述储能系统的出力值为-P；如果所述差值属于(-P，0)，则确定所述储能系统的出力值为所述差值；

当所述运行模式为单纯放电模式时，如果所述差值小于零，则确定所述储能系统的出力值为零；如果所述差值大于P，则确定所述储能系统的出力值为P；如果所述差值属于(0，P)，则确定所述储能系统的出力值为所述差值。

7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述发电机组控制器根据所述跟踪偏差量及所述第一目标出力值设定所述发电机组的第二目标出力值具体为：

所述发电机组控制器设定所述发电机组的第二目标出力值为所述跟踪偏差量与所述第一目标出力值的和。

8.一种电网储能系统出力的控制装置，其特征在于，应用于储能系统控制器，所述装置包括：

当前充电状态值确定模块，用于接收目标功率调度指令，并确定储能系统的当前充电状态值，其中，所述当前充电状态值为所述储能系统当前剩余能量与额定能量容量的比值，所述目标功率调度指令携带第一目标出力值；

运行模式设定模块，用于根据所述当前充电状态值及预先设定的储能系统的初始运行模式设定所述储能系统的运行模式；

跟踪偏差量设定模块，用于根据所述储能系统的运行模式设定发电机组的跟踪偏差量，其中，所述跟踪偏差量表示所述发电机组的实际出力值与目标出力值的差值；

跟踪偏差量发送模块，用于发送所述跟踪偏差量至发电机组控制器，以使：所述发电机组控制器根据所述跟踪偏差量及接收的所述目标功率调度指令所携带的所述第一目标出力值设定所述发电机组的第二目标出力值，控制所述发电机组按照所述第二目标出力值输出功率，并检测所述发电机组当前输出功率，将所述发电机组当前输出功率发送至所述储能系统控制器；

差值计算模块，用于接收所述发电机组当前输出功率，并计算所述第一目标出力值与所述发电机组当前输出功率的差值；

功率输出模块，用于根据所述差值及所述运行模式确定所述储能系统的出力值，并控制所述储能系统按照所述储能系统的出力值输出功率。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括初始运行模式设定模块，用于：

接收目标功率调度指令之前，在所述储能系统的运行初始时刻，按照预设的初始模式设置方式，设定所述储能系统的运行模式。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述初始运行模式设定模块具体用于接收目标功率调度指令之前，在所述储能系统的运行初始时刻：

当所述储能系统的初始充电状态值不高于运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式；

当所述储能系统的初始充电状态值不低于运行上限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯放电模式；

当所述储能系统的初始充电状态值低于所述运行上限且高于所述运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯充电模式或单纯放电模式；

其中，所述初始充电状态值为所述储能系统在运行初始时刻的剩余能量与额定能量容量的比值，所述运行上限为所述储能系统以额定功率充电的最大充电状态值，所述运行下限为所述储能系统以额定功率放电的最小充电状态值，所述单纯充电模式对应的所述储能系统的可调节出力范围为[-P，0]，所述单纯放电模式对应的所述储能系统的可调节出力范围为[0，P]，P为所述储能系统的额定功率。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述运行模式设定模块包括：

第一设定单元，用于当所述当前充电状态值不高于运行下限时，设定所述储能系统的运行模式为所述单纯充电模式；

第二设定单元，用于当所述当前充电状态值不低于运行上限时，设定所述储能系统的运行模式为单纯放电模式；

第三设定单元，用于当所述当前充电状态值低于所述运行上限且高于所述运行下限时，保持所述储能系统的运行模式不变。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述跟踪偏差量设定模块包括：

正跟踪偏差量设定单元，用于当所述运行模式为单纯充电模式时，设定所述发电机组的跟踪偏差量为P/2；

负跟踪偏差量设定单元，用于当所述运行模式为单纯放电模式时，设定所述发电机组的跟踪偏差量为-P/2。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述功率输出模块包括：

第一出力值设定单元，用于当所述运行模式为单纯充电模式时，如果所述差值大于零，则确定所述储能系统的出力值为零；如果所述差值小于-P，则确定所述储能系统的出力值为-P；如果所述差值属于(-P，0)，则确定所述储能系统的出力值为所述差值；

第二出力值设定单元，用于当所述运行模式为单纯放电模式时，如果所述差值小于零，则确定所述储能系统的出力值为零；如果所述差值大于P，则确定所述储能系统的出力值为P；如果所述差值属于(0，P)，则确定所述储能系统的出力值为所述差值。

14.如权利要求8-13任一项所述的装置，其特征在于，所述跟踪偏差量发送模块具体用于：

发送所述跟踪偏差量至发电机组控制器，以使：所述发电机组控制器设定所述发电机组的第二目标出力值为所述跟踪偏差量与所述第一目标出力值的和，控制所述发电机组按照所述第二目标出力值输出功率，并检测所述发电机组当前输出功率，将所述发电机组当前输出功率发送至所述储能系统控制器。