CN109378813B - 一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制方法及装置，所述控制方法及装置适用于直流配电系统中的储能单元；所述方法包括在直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡的情况下，根据直流配电系统中储能单元的荷电状态调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数，并进一步根据所述下垂系数调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率。本发明提供的控制方法及装置，能够通过调整储能单元的下垂系数控制储能系统的充放电功率，可在直流配电系统中有效地实现多储能单元的快速均衡。

Description

一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统的储能控制领域，具体讲涉及一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制方法及装置。

背景技术

直流配电系统灵活可控，并且能够避免无功环流、相位同步、功角稳定等问题，适合新能源发电联网；为了解决新能源发电的间歇性、负荷需求的波动性等问题，并为了保证系统功率平衡，直流配电系统需要引入储能单元。

由于储能单元本身的差异以及各自运行过程等情况，不同储能电池单元之间的荷电状态并不相同，而储能单元荷电状态的不均衡会导致储能单元的过充过放等不良情况，并且会缩短储能单元的使用寿命，并且对其所处的整个系统运行也会造成不利影响。因此需要通过对每个储能单元的荷电状态的均衡进行有效控制。

发明内容

本发明提供了一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制方法及装置，其目的是为了解决储能单元之间荷电状态不均衡的问题，进一步提升储能单元的使用寿命，并保证直流配电系统的稳定性。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供了一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制方法，其改进之处在于，所述方法包括：

根据直流配电系统中储能单元的荷电状态调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数；

根据所述直流配电系统中储能单元的下垂系数调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率。

进一步的，所述根据直流配电系统中储能单元的荷电状态调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数，包括：

当直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡时，则根据所述直流配电系统中储能单元的荷电状态与直流配电系统中全部储能单元的荷电状态均值之间的大小关系调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数。

进一步的，所述直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡的判断条件，包括：

若|soc-A_soc|＞ε，则所述直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡；

其中，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值，ε为误差因子。

进一步的，所述根据所述直流配电系统中储能单元的荷电状态与直流配电系统中全部储能单元的荷电状态均值之间的大小关系调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数，包括：

当储能单元处于放电状态，则按下式调节储能单元的下垂系数k：

当储能单元处于充电状态，则按下式调节储能单元的下垂系数k：

上式中，K₀为初始下垂系数，K_max、K_min分别为直流配电系统允许的最大、最小下垂系数，F为放大因子，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值。

进一步的，所述根据所述直流配电系统中储能单元的下垂系数调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率，包括：

按下式确定调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率P：

上式中，u_dc为直流母线电压，

为直流母线电压参考值，k为储能单元的下垂系数，P为储能单元的输出功率；

控制储能单元按照所述充放电功率P进行充放电，直至储能单元的荷电状态满足|soc-A_soc|≤ε，则将所述储能单元的下垂系数调节为初始下垂系数K₀；

其中，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值，ε为误差因子。

本发明提供了一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制装置，其改进之处在于，所述装置包括：

下垂系数调节模块：用于根据直流配电系统中储能单元的荷电状态调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数；

充放电功率调节模块：用于根据所述直流配电系统中储能单元的下垂系数调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率。

进一步的，所述下垂系数调节模块，用于：

当直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡时，则根据所述直流配电系统中储能单元的荷电状态与直流配电系统中全部储能单元的荷电状态均值之间的大小关系调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数。

进一步的，所述直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡的判断条件，包括：

若|soc-A_soc|＞ε，则所述直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡；

其中，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值，ε为误差因子。

进一步的，所述根据所述直流配电系统中储能单元的荷电状态与直流配电系统中全部储能单元的荷电状态均值之间的大小关系调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数，包括：

当储能单元处于放电状态，则按下式调节储能单元的下垂系数k：

当储能单元处于充电状态，则按下式调节储能单元的下垂系数k：

上式中，K₀为初始下垂系数，K_max、K_min分别为直流配电系统允许的最大、最小下垂系数，F为放大因子，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值。

进一步的，所述充放电功率调节模块，用于：

按下式确定调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率P：

上式中，u_dc为直流母线电压，

为直流母线电压参考值，k为储能单元的下垂系数，P为储能单元的输出功率；

控制储能单元按照所述充放电功率P进行充放电，直至储能单元的荷电状态满足|soc-A_soc|≤ε，则将所述储能单元的下垂系数调节为初始下垂系数K₀；

其中，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值，ε为误差因子。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制方法及装置，能够在直流配电系统中的储能单元的荷电状态不均衡时，调节各个储能单元的下垂系数，进而调节各个储能单元的充放电功率以使储能单元之间的荷电状态达到均衡；提升了储能单元的使用寿命，维护了直流配电系统的稳定运行。

附图说明

图1为本发明提供的一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制方法流程图；

图2为本发明提供的一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制装置图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

本发明提供了一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制方法，如图1所示，所述方法包括：

根据直流配电系统中储能单元的荷电状态调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数；

根据所述直流配电系统中储能单元的下垂系数调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率。

具体的，所述根据直流配电系统中储能单元的荷电状态调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数，包括：

当直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡时，则根据所述直流配电系统中储能单元的荷电状态与直流配电系统中全部储能单元的荷电状态均值之间的大小关系调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数。

具体的，所述直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡的判断条件，包括：

若|soc-A_soc|＞ε，则所述直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡；

其中，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值，ε为误差因子。

具体的，所述根据所述直流配电系统中储能单元的荷电状态与直流配电系统中全部储能单元的荷电状态均值之间的大小关系调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数，包括：

当储能单元处于放电状态，则按下式调节储能单元的下垂系数k：

当储能单元处于充电状态，则按下式调节储能单元的下垂系数k：

上式中，K₀为初始下垂系数，K_max、K_min分别为直流配电系统允许的最大、最小下垂系数，F为放大因子，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值。

具体的，所述根据所述直流配电系统中储能单元的下垂系数调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率，包括：

按下式确定调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率P：

上式中，u_dc为直流母线电压，

为直流母线电压参考值，k为储能单元的下垂系数，P为储能单元的输出功率；

控制储能单元按照所述充放电功率P进行充放电，直至储能单元的荷电状态满足|soc-A_soc|≤ε，则将所述储能单元的下垂系数调节为初始下垂系数K₀；

其中，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值，ε为误差因子。

本发明提供了一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制装置，如图2所示，所述装置包括：

下垂系数调节模块：用于根据直流配电系统中储能单元的荷电状态调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数；

充放电功率调节模块：用于根据所述直流配电系统中储能单元的下垂系数调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率。

具体的，所述下垂系数调节模块，用于：

当直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡时，则根据所述直流配电系统中储能单元的荷电状态与直流配电系统中全部储能单元的荷电状态均值之间的大小关系调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数。

具体的，所述直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡的判断条件，包括：

若|soc-A_soc|＞ε，则所述直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡；

其中，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值，ε为误差因子。

具体的，所述根据所述直流配电系统中储能单元的荷电状态与直流配电系统中全部储能单元的荷电状态均值之间的大小关系调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数，包括：

当储能单元处于放电状态，则按下式调节储能单元的下垂系数k：

当储能单元处于充电状态，则按下式调节储能单元的下垂系数k：

上式中，K₀为初始下垂系数，K_max、K_min分别为直流配电系统允许的最大、最小下垂系数，F为放大因子，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值。

具体的，所述充放电功率调节模块，用于：

按下式确定调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率P：

上式中，u_dc为直流母线电压，

为直流母线电压参考值，k为储能单元的下垂系数，P为储能单元的输出功率；

控制储能单元按照所述充放电功率P进行充放电，直至储能单元的荷电状态满足|soc-A_soc|≤ε，则将所述储能单元的下垂系数调节为初始下垂系数K₀；

其中，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值，ε为误差因子。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据直流配电系统中储能单元的荷电状态调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数；

根据所述直流配电系统中储能单元的下垂系数调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率；

所述根据直流配电系统中储能单元的荷电状态调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数，包括：

当直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡时，则根据所述直流配电系统中储能单元的荷电状态与直流配电系统中全部储能单元的荷电状态均值之间的大小关系调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数；

所述根据所述直流配电系统中储能单元的荷电状态与直流配电系统中全部储能单元的荷电状态均值之间的大小关系调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数，包括：

当储能单元处于放电状态，则按下式调节储能单元的下垂系数k：

当储能单元处于充电状态，则按下式调节储能单元的下垂系数k：

上式中，K₀为初始下垂系数，K_max、K_min分别为直流配电系统允许的最大、最小下垂系数，F为放大因子，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡的判断条件，包括：

若|soc-A_soc|＞ε，则所述直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡；

其中，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值，ε为误差因子。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述直流配电系统中储能单元的下垂系数调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率，包括：

按下式确定调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率P：

上式中，u_dc为直流母线电压，

为直流母线电压参考值，k为储能单元的下垂系数，P为储能单元的输出功率；

控制储能单元按照所述充放电功率P进行充放电，直至储能单元的荷电状态满足|soc-A_soc|≤ε，则将所述储能单元的下垂系数调节为初始下垂系数K₀；

其中，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值，ε为误差因子。

4.一种直流配电系统储能单元荷电状态均衡控制装置，其特征在于，所述装置包括：

下垂系数调节模块：用于根据直流配电系统中储能单元的荷电状态调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数；

充放电功率调节模块：用于根据所述直流配电系统中储能单元的下垂系数调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率；

所述下垂系数调节模块，用于：

当直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡时，则根据所述直流配电系统中储能单元的荷电状态与直流配电系统中全部储能单元的荷电状态均值之间的大小关系调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数；

所述根据所述直流配电系统中储能单元的荷电状态与直流配电系统中全部储能单元的荷电状态均值之间的大小关系调节所述直流配电系统中储能单元的下垂系数，包括：

当储能单元处于放电状态，则按下式调节储能单元的下垂系数k：

当储能单元处于充电状态，则按下式调节储能单元的下垂系数k：

上式中，K₀为初始下垂系数，K_max、K_min分别为直流配电系统允许的最大、最小下垂系数，F为放大因子，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡的判断条件，包括：

若|soc-A_soc|＞ε，则所述直流配电系统中储能单元的荷电状态不均衡；

其中，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值，ε为误差因子。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述充放电功率调节模块，用于：

按下式确定调节所述直流配电系统中储能单元的充放电功率P：

上式中，u_dc为直流母线电压，

为直流母线电压参考值，k为储能单元的下垂系数，P为储能单元的输出功率；

控制储能单元按照所述充放电功率P进行充放电，直至储能单元的荷电状态满足|soc-A_soc|≤ε，则将所述储能单元的下垂系数调节为初始下垂系数K₀；

其中，soc为储能单元荷电状态，A_soc为全部储能单元荷电状态的平均值，ε为误差因子。

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