CN111106625B - 一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法 - Google Patents
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Abstract
一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,属于船舶与海洋工程及新能源应用技术领域,所述蓄电池组运行管理方法为平台蓄电池组中央管理系统根据全平台储能子单元总储能状态SE给各风光储装置中的储能子单元分配运行工况,而储能子单元分组的依据为平台内各储能子单元荷电状态SOC,平台在非故障运行时,根据全平台储能子单元总储能状态SE,平台的运行状态可分为四种:储能不足运行状态,储能正常运行状态,储能充足运行状态,储能饱和运行状态,四种模态的切换由平台蓄电池组中央管理系统进行调控。本发明避免了单一蓄电池组的频繁切换问题,提高了平台电力系统运行的稳定性与储能蓄电池组使用寿命,提升了平台蓄电池组的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于船舶与海洋工程及新能源应用技术领域,具体涉及一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法。
背景技术
可再生能源对人类永续发展意义非凡,而世界范围发展最快的可再生能源非风能莫属。针对于远海风场的建设需求,通过对目标海域的风、浪、流进行实时测量采集传输,实现海上风电场建设初期对风能资源富集程度与分布状况进行风能评估,对风电场的优化布局与风机的优化设计具有重要的工程研发意义。
目前海上风场建设初期一般采用风塔式测风平台,随着海上风电从浅海向深海发展,测风塔的建设存在技术难题和时间成本,后期的运营和维护就增加了困难。其建设成本与运维成本均较高,且易受台风袭击。而漂浮式海上测风移动平台采用雷达测风技术,其安装高度要求低,流速流向测量装置、波流观测装置等其它测量装置也无安装高度要求,故平台测量设备安装方式相对灵活:近海可在岸上安装后拖曳至目标海域;远海可以直接运达目标点进行吊装投放。当完成一个区域测量任务后,可移动投放至其它海域,实现测风平台的重复利用,从而减少基础设施建设成本、缩短资源评估周期。
然而,对于所设计的远海雷达测风平台,除雷达测风装置本身外,还包括流速流向测量装置、波流观测装置等各种测量仪器,以及卫星通信装置、本地控制中心等监控设备,这些即构成了测量平台的用电负荷,而对这些用电负荷的供电问题即成为首要解决的技术问题。近海平台供电形式主要有柴油发电机供电、高压输电、高压输电与海上风电联合供电等,而对于远海平台而言,其建设成本与运维成本巨大,利用海洋能资源,就地取能、海能海用,是其电能获取的最佳方式。由于单一海洋能发电量有限且间歇性强,故采用海洋多能源联合供电技术即成为海上平台独立供电的最佳选择,以提高发电量、实现多能互补。海洋新能源包括以自然条件为能量载体的风能、光能,及以海水为能量载体的潮汐能、潮流能、波浪能、温差能、盐差能等;其中海上风电与光伏发电技术已相当成熟,二者与储能装置相结合应用于远海平台的独立供电系统具有可行性,其电力系统的高可靠运行是其应用的关键。
而对于平台直流电力系统,良好的系统能量管理控制方法是保证新能源发电单元供电可靠运行与储能蓄电池组良好配合、平台稳定、抗外界干扰小的重要保证,以实现平台负载无人值守高可靠运行。此型无人值守远洋平台直流微网系统运行首要目标便是长期可靠,即系统运行的稳定性是平台运行的首要目标。而平台所采用的小型直驱式永磁同步风力发电机其输出功率与实时风速有着较为直接的对应关系,海上风速跃变较大,所以风机的输出功率并不稳定,需要储能蓄电池组与其进行配合进行功率的削峰填谷,保证系统运行的稳定。若储能蓄电池组不采用合适的能量运行管理策略优化其工况,则储能蓄电池组将长期处于充放电状态频繁切换的工况下,此种工况对于储能蓄电池组的损伤很大,将大大减少电池的使用寿命,进而导致平台故障率增加与使用寿命减少。
因此,采用种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,对保证平台电力系统安全可靠运行,实现平台独立自主电能供应,提高平台使用寿命有着很大的作用。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,根据平台不同的运行情况,结合平台供用电特点,对此型海洋平台蓄电池组进行分组管理,将充电、放电、备用功能分配给不同分组的储能子单元实现,避免了单一蓄电池组实现多种功能而造成蓄电池组需要在不同工况频繁切换的问题,合理优化了储能蓄电池的运行,提高系统稳态运行的稳定性与储能蓄电池组使用寿命,进而提升了平台的使用寿命。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:平台蓄电池组中央管理系统可以检测平台各发电单元的实时发电功率、各负荷单元实时耗能功率、平台储能子单元对系统实时放电供能功率与实时充电储能功率、各储能子单元实时工作状态与荷电状态SOC以及全平台储能子单元总储能状态SE。平台蓄电池组中央管理系统将根据全平台储能子单元总储能状态SE对系统运行状态进行调控,依据储能子单元荷电状态SOC对储能子单元进行分组判断,进而分配储能子单元的工作状态。
一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,所述系统包括环形直流母线、两个或两个以上的风光储发电装置、负荷单元,所述风光储发电装置包括风力发电单元、光伏发电单元、三个储能子单元与一个暂态能量平衡电容器,所述负荷单元包括正常检测负荷单元、必要运行负荷单元,所述蓄电池组运行管理方法为平台蓄电池组中央管理系统根据全平台储能子单元总储能状态SE给各风光储装置中的储能子单元分配运行工况,而储能子单元分组的依据为平台内各储能子单元荷电状态SOC,平台在非故障运行时,根据全平台储能子单元总储能状态SE,平台的运行状态可分为四种:储能不足运行状态,储能正常运行状态,储能充足运行状态,储能饱和运行状态,四种模态的切换由平台蓄电池组中央管理系统进行调控;
a.储能不足运行状态:系统从储能正常运行状态进入储能不足运行状态时,平台蓄电池组中央管理系统通过各储能子单元的电力电子开关分配储能子单元工况为Min{SOC}处于充电状态,Max{SOC}与Mid{SOC}处于放电状态;
在系统运行于储能不足运行状态时,若有储能子单元SOC值小于SOClimit时,即此储能子单元无法保证稳定放电时,此储能子单元立即与此时的充电子单元工作状态切换;
b.储能正常运行状态:系统从储能不足运行状态进入储能正常运行状态时或系统从储能充足运行状态进入储能正常运行状态时,平台蓄电池组中央管理系统对风光储发电装置内储能子单元进行分组判断,进而如下分配储能子单元工况:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}处于充电状态,Mid{SOC}处于备用状态;
在系统运行于储能正常运行状态时,当检测到此阶段放电子单元SOC值小于SOC1或者充电子单元SOC值大于SOC2时,平台蓄电池组中央管理系统对风光储发电装置内储能子单元重新进行分组判断,进而如下分配下阶段储能子单元工况:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}处于充电状态,Mid{SOC}处于备用状态;
c. 储能充足运行状态:系统从储能正常运行状态进入储能充足运行状态时或系统从储能饱和运行状态进入储能充足运行状态时,平台蓄电池组中央管理系统对风光储发电装置内储能子单元进行分组判断,进而如下分配储能子单元工况:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}与Mid{SOC}处于充电状态;
在系统运行于储能充足运行状态时,若有储能子单元SOC值达到1即充满电时,此储能子单元立即与此时的放电子单元工作状态切换;
d. 储能饱和运行状态:系统从储能充足运行状态进入储能饱和运行状态时,平台蓄电池组中央管理系统将对风光储发电装置内储能子单元进行分组判断,进而如下分配下阶段储能子单元工况:Min{SOC}处于放电状态,Max{SOC}与Mid{SOC}处于备用状态。
进一步地,所述平台内各储能子单元荷电状态SOC为剩余容量占电池容量的比值,其取值范围为0~1,当SOC=0时表示电池放电完全,当SOC=1时表示电池完全充满;全平台储能子单元总储能状态SE为平台所有储能单元剩余容量占全平台总电池容量的比值,,其取值范围为0~1,当SE=0时表示全平台总储能为零,当SE=1时表示全平台所有储能单元皆为满电状态;
当系统检测到SE小于SE1时,判定系统进入储能不足运行状态,系统停运正常检测负荷,仅运行必要负荷,当系统检测到SE大于SE2时,正常检测负荷重新接入系统参与工作,系统由储能不足运行状态恢复为正常运行状态;系统必要负荷能够在极端情况下能够运行,系统设计时规定的运行时间T,设定SE1的值由必要负荷需要运行的时间T,必要负荷总功率P,以及系统总储能量SEG确定,关系式为:SE1=(P×T)÷SEG ;
当系统检测到SE大于SE4时,判定系统进入储能充足运行状态,当系统检测到SE小于SE3时,平台恢复为储能正常运行状态;
当SE大于SE6时,判定系统进入储能饱和运行状态,直至SE小于SE5时,系统再切换为储能充足运行状态。
进一步地,在中央管理系统进行储能子单元分组判断时,所述Max{SOC}为SOC值最大的储能子单元,即储能最多的储能子单元;Min{SOC}为SOC值最小的储能子单元,即储能最少的储能子单元;Mid{SOC}为SOC值居中的储能子单元;两个或三个储能子单元SOC值相等时则系统随机将子单元进行分组。
相较于现有技术,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明针对雷达移动测风装置的风光储综合供电系统而设计,为漂浮式海上雷达移动测风平台提供能量管理策略。通过建立平台工作运行中央能量管理系统,对储能蓄电池组的分组调控,使得每一储能蓄电池组可以较长时间工作于同一工作模式下,不似传统储能单元一般需要频繁进行充放电工作模式的切换,有效的提升了储能蓄电池组的工作寿命以及减少了储能蓄电池组工作模式控制开关的切换次数,进而提升了平台自身的使用寿命并减小了可能因储能蓄电池组工作模式控制开关切换过多造成故障的几率。
(2)平台中央能量管理系统兼顾考虑了平台运行的稳定性问题与极端情况下平台运转的持续性问题。在平台后备能源不足时,控制平台运行模式切换至储能不足运行状态,保证了平台极端情况下的必要负荷的持续运转能力;在平台储能充足或者饱和时,控制平台运行模式切换至储能充足运行状态或者储能饱和运行状态,保证了平台在储能蓄电池组吸纳消耗富余发电量能力下降时的平台稳定运行能力。
基于上述优势,本发明针对的漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,对于在不同纬度、不同深度海域的移动式海洋测量平台,均具有良好的推广应用前景。
附图说明
图1是本发明一实施例中漂浮式海上测风移动平台风光储直流电力系统结构图;
图2是本发明一实施例中漂浮式海上测风移动平台风光储直流电力系统储能子单元SOC定义图;
图3是本发明一实施例中漂浮式海上测风移动平台风光储直流电力系统SE值与平台运行状态关系图;
图4是本发明一实施例中漂浮式海上测风移动平台风光储直流电力系统各运行状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本布局方案进行进一步详细的说明。
本发明为一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统,包含环形直流母线、N (N=2,3,…)个风光储发电装置,各类测量设备与远程通讯、监测设备等负荷单元。基于此平台所提出的一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,提供了一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,根据平台不同的运行情况,结合平台供用电特点,对此型海洋平台蓄电池组进行分组管理,将充电、放电、备用功能分配给不同分组的储能子单元实现,避免了单一蓄电池组实现多种功能而造成蓄电池组需要在不同工况频繁切换的问题,合理优化了储能蓄电池的运行,提高系统稳态运行的稳定性与储能蓄电池组使用寿命,进而提升了平台的使用寿命。
所述系统负荷单元包括各类测量设备与远程通讯、监测设备等,其中系统中各类负荷又可分为正常检测负荷以及必要运行负荷两大类,正常检测负荷如各类测量设备等可以在系统后备能源储量不足时停运,但必要运行负荷如远程通讯设备以及监测设备等必须长期保证运行,保证平台与陆地基站的联系和平台的基本运行功能。
所述系统每个风光储装置内包含:风力发电单元,光伏发电单元,三个储能子单元与一个暂态能量平衡电容器。其中风力发电单元与光伏发电单元功能将风、光自然能转化为电能供给平台使用,储能子单元负责平台电能存储与后备以及维持大时间尺度系统稳态能量平衡,暂态能量平衡电容负责解决系统小时间尺度电能波动问题。
所述系统将根据全平台储能状态SE来决定系统的运行状态,在不同的平台运行状态下,系统将根据不同的运行策略给各风光储装置中的储能子单元分配运行工况,而各储能子单元分组判断的依据则是其荷电状态SOC。
所述平台蓄电池组中央管理系统可以检测平台各发电单元的实时发电功率、各负荷单元实时耗能功率、平台储能子单元对系统实时放电供能功率与实时充电储能功率、各储能子单元实时工作状态与荷电状态SOC以及全平台储能子单元总储能状态SE。平台内各储能子单元荷电状态SOC(State of charge),用来反映电池的剩余容量,其数值上定义为剩余容量占电池容量的比值,常用百分数表示。其取值范围为0~1,当SOC=0时表示电池放电完全,当SOC=1时表示电池完全充满。全平台储能子单元总储能状态SE(stored energy),用来反映平台所有储能单元总剩余容量,其数值上定义为平台所有储能单元剩余容量占全平台总电池容量的比值,常用百分数表示。其取值范围为0~1,当SE=0时表示全平台总储能为零,当SE=1时表示全平台所有储能单元皆为满电状态。
所述平台在非故障运行时,根据全平台储能状态SE,平台的运行状态可分为四种:储能不足运行状态,储能正常运行状态,储能充足运行状态,储能饱和运行状态,四种模态的切换由平台蓄电池组中央管理系统进行调控。在每种运行状态下,各风光储发电子单元中各储能子单元运行模式由平台蓄电池组中央管理系统进行调控,系统将根据不同的运行策略给各风光储装置中的储能子单元分配运行工况,而各储能子单元分组判断的依据则是其荷电状态SOC。
以其中一个风光储装置内部储能子单元工作状态为例说明系统各运行状态下储能子单元运行状况,风光储装置内的三个储能子单元各自SOC值的大小在系统运行时因不断充放电所以会实时变化,我们定义在系统中央管理系统对三个储能子单元进行分组判断时,Max{SOC}表示三者中SOC值最大的储能子单元,即储能最多的储能子单元;Min{SOC}表示三者中SOC值最小的储能子单元,即储能最少的储能子单元;Mid{SOC}表示三者中SOC值居中的储能子单元。如若发生两个或三个储能子单元SOC值相等的情况,则系统随机将这几个子单元进行分组。
储能子单元可工作的模式有三种,分别为放电状态,充电状态与备用状态。放电状态即为向系统供给电能,充电状态即为从系统吸收存储电能,备用状态即与系统断开联结但随时可以并入系统。充电状态与放电状态称之为工作状态,但处于充电状态与放电状态的储能子单元不可同时工作,同一时段内系统只允许单一工作状态的储能子单元参与系统能量平衡工作。系统在各运行状态之间切换时,中央管理系统都将对储能子单元进行分组判断以分配工作状态。
本发明一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,其平台各运行状态之间的切换策略为:
当系统检测到SE小于SE1时,判定系统进入储能不足运行状态,此时系统停运正常检测负荷,仅运行必要负荷,此后,若系统总储能缓慢恢复,当系统检测到SE大于SE2时,此时正常检测负荷重新接入系统参与工作,系统由储能不足运行状态恢复为正常运行状态。为保证系统必要负荷能够在极端情况下(即风光发电单元因天气等原因长时间无法发电)能够运行系统设计时规定的运行时间T,我们设定SE1的值由必要负荷需要运行的时间T,必要负荷总功率P,以及系统总储能量SEG确定,关系式为:SE1=(P×T)÷SEG
当系统检测到SE大于SE4时,判定系统进入储能充足运行状态,此后,若系统总储能下降,当系统检测到SE小于SE3时,平台恢复为储能正常运行状态。
在系统运行与储能充足状态时,若系统总储能继续增长,当SE大于SE6时,判定系统进入储能饱和运行状态,直至SE小于SE5时,系统再切换为储能充足运行状态。
各运行状态之间的切换阈值设定均采用滞环控制原理设计,防止系统在任意两个运行状态间频繁切换。
本发明一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,其平台各运行状态内储能子单元运行策略为:
当系统从一种运行状态切换为另一种运行状态,或者在某一运行状态下,风光储装置内部储能子单元SOC值达到了工况切换的设定值时,各风光储装置内储能子单元将进行一次SOC值检测比较,根据大小关系重新分配下一个阶段的工况。
a.储能不足运行状态:系统从储能正常运行状态进入储能不足运行状态时,平台蓄电池组中央管理系统将对风光储发电装置内储能子单元进行分组判断,进而如下分配储能子单元工况:Min{SOC}处于充电状态,Max{SOC}与Mid{SOC}处于放电状态。
在系统运行于储能不足运行状态时,若有储能子单元SOC值小于SOClimit时(即此储能子单元无法保证稳定放电时),此储能子单元立即与此时的充电子单元工作状态切换。
b.储能正常运行状态:系统从储能不足运行状态进入储能正常运行状态时,或系统从储能充足运行状态进入储能正常运行状态时平台蓄电池组中央管理系统将对风光储发电装置内储能子单元进行分组判断,进而如下分配储能子单元工况:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}处于充电状态,Mid{SOC}处于备用状态。
在系统运行于储能正常运行状态时,当检测到此阶段放电子单元SOC值小于SOC1或者充电子单元SOC值大于SOC2时,平台蓄电池组中央管理系统将对风光储发电装置内储能子单元重新进行分组判断,进而如下分配储能子单元工况:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}处于充电状态,Mid{SOC}处于备用状态。
c. 储能充足运行状态:系统从储能正常运行状态进入储能充足运行状态时或系统从储能饱和运行状态进入储能充足运行状态时,平台蓄电池组中央管理系统将对风光储发电装置内储能子单元进行分组判断,进而如下分配储能子单元工况:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}与Mid{SOC}处于充电状态。
在系统运行于储能充足运行状态时,若有储能子单元SOC值达到1即充满电时,此储能子单元立即与此时的放电子单元工作状态切换。
d. 储能饱和运行状态:系统从储能充足运行状态进入储能饱和运行状态时,平台蓄电池组中央管理系统将对风光储发电装置内储能子单元进行分组判断,进而如下分配储能子单元工况:Min{SOC}处于放电状态,Max{SOC}与Mid{SOC}处于备用状态。
实施例1
本发明为一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,电力系统结构如附图1所示,平台蓄电池组中央管理系统可以检测平台各发电单元的实时发电功率、各负荷单元实时耗能功率、平台储能子单元对系统实时放电供能功率与实时充电储能功率、各储能子单元实时工作状态与荷电状态SOC以及全平台储能子单元总储能状态SE。
a.当中央管理系统检测到SE小于SE1时,判定系统进入储能不足运行状态,此时中央管理系统发出指令,将系统正常检测负荷切出系统,仅保留必要负荷联结于系统电网内部运行。同时,当系统进入储能不足运行状态时,平台蓄电池组中央管理系统将对储能子单元进行分组判断,通过各储能子单元的电力电子开关分配储能子单元运行状态为:Min{SOC}处于充电状态,Max{SOC}与Mid{SOC}处于放电状态。
系统在储能不足运行状态下工作时,若有储能子单元SOC值小于SOClimit时,则此储能子单元立即与此时的充电子单元工作状态切换。
b.当检测到SE大于SE2时,正常检测负荷重新接入系统参与工作,系统由储能不足运行状态恢复为正常运行状态,此时平台蓄电池组中央管理系统重新对储能子单元进行分组判断,储能子单元运行策略为:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}处于充电状态,Mid{SOC}处于备用状态。
当系统运行于储能正常运行状态时,当检测到放电子单元SOC小于SOC1或者充电子单元SOC大于SOC2时,系统重新对储能子单元进行分组判断,分配工况。
c.当检测到SE大于SE4时,判定系统进入储能充足运行状态,此时平台蓄电池组中央管理系统重新对储能子单元进行分组判断,储能子单元运行策略为:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}与Mid{SOC}处于充电状态。
当系统运行于储能充足运行状态时,若有储能子单元SOC值达到1即充满电,此储能子单元立即与此时的放电子单元工作状态切换。
d.当检测到SE小于SE3时,系统从储能充足运行状态恢复为储能正常运行状态,此时平台蓄电池组中央管理系统重新对储能子单元进行分组判断,储能子单元运行策略为:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}处于充电状态,Mid{SOC}处于备用状态。
e.当检测到SE大于SE6时,判定系统进入储能饱和运行状态,风、光发电单元进入限功率运行,此时平台蓄电池组中央管理系统重新对储能子单元进行分组判断,储能子单元运行策略为:Min{SOC}处于放电状态,Max{SOC}与Mid{SOC}处于备用状态。
f.直至SE小于SE5,系统从储能饱和运行状态恢复为储能充足运行状态,此时平台蓄电池组中央管理系统重新对储能子单元进行分组判断,储能子单元运行策略为:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}与Mid{SOC}处于充电状态。
以上是本发明的较佳实施例,凡依本发明技术方案所作的改变,所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时,均属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,所述系统包括环形直流母线、两个或两个以上的风光储发电装置、负荷单元,所述风光储发电装置包括风力发电单元、光伏发电单元、三个储能子单元与一个暂态能量平衡电容器,所述负荷单元包括正常检测负荷单元、必要运行负荷单元,其特征在于:所述蓄电池组运行管理方法为平台蓄电池组中央管理系统根据全平台储能子单元总储能状态SE给各风光储装置中的储能子单元分配运行工况,而储能子单元分组的依据为平台内各储能子单元荷电状态SOC,平台在非故障运行时,根据全平台储能子单元总储能状态SE,平台的运行状态可分为四种:储能不足运行状态,储能正常运行状态,储能充足运行状态,储能饱和运行状态,四种模态的切换由平台蓄电池组中央管理系统进行调控;
a.储能不足运行状态:系统从储能正常运行状态进入储能不足运行状态时,平台蓄电池组中央管理系统通过各储能子单元的电力电子开关分配储能子单元工况为Min{SOC}处于充电状态,Max{SOC}与Mid{SOC}处于放电状态;
在系统运行于储能不足运行状态时,若有储能子单元SOC值小于SOClimit时,即此储能子单元无法保证稳定放电时,此储能子单元立即与此时的充电子单元工作状态切换;
b.储能正常运行状态:系统从储能不足运行状态进入储能正常运行状态时或系统从储能充足运行状态进入储能正常运行状态时,平台蓄电池组中央管理系统对风光储发电装置内储能子单元进行分组判断,进而如下分配储能子单元工况:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}处于充电状态,Mid{SOC}处于备用状态;
在系统运行于储能正常运行状态时,当检测到此阶段放电子单元SOC值小于SOC1或者充电子单元SOC值大于SOC2时,平台蓄电池组中央管理系统对风光储发电装置内储能子单元重新进行分组判断,进而如下分配下阶段储能子单元工况:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}处于充电状态,Mid{SOC}处于备用状态;
c. 储能充足运行状态:系统从储能正常运行状态进入储能充足运行状态时或系统从储能饱和运行状态进入储能充足运行状态时,平台蓄电池组中央管理系统对风光储发电装置内储能子单元进行分组判断,进而如下分配储能子单元工况:Max{SOC}处于放电状态,Min{SOC}与Mid{SOC}处于充电状态;
在系统运行于储能充足运行状态时,若有储能子单元SOC值达到1即充满电时,此储能子单元立即与此时的放电子单元工作状态切换;
d. 储能饱和运行状态:系统从储能充足运行状态进入储能饱和运行状态时,平台蓄电池组中央管理系统将对风光储发电装置内储能子单元进行分组判断,进而如下分配下阶段储能子单元工况:Min{SOC}处于放电状态,Max{SOC}与Mid{SOC}处于备用状态。
2.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,其特征在于:所述平台内各储能子单元荷电状态SOC为剩余容量占电池容量的比值,其取值范围为0~1,当SOC=0时表示电池放电完全,当SOC=1时表示电池完全充满;全平台储能子单元总储能状态SE为平台所有储能单元剩余容量占全平台总电池容量的比值,其取值范围为0~1,当SE=0时表示全平台总储能为零,当SE=1时表示全平台所有储能单元皆为满电状态;
当系统检测到SE小于SE1时,判定系统进入储能不足运行状态,系统停运正常检测负荷,仅运行必要负荷,当系统检测到SE大于SE2时,正常检测负荷重新接入系统参与工作,系统由储能不足运行状态恢复为正常运行状态;系统必要负荷能够在极端情况下能够运行,系统设计时规定的运行时间T,设定SE1的值由必要负荷需要运行的时间T,必要负荷总功率P,以及系统总储能量SEG确定,关系式为:SE1=(P×T)÷SEG ;
当系统检测到SE大于SE4时,判定系统进入储能充足运行状态,当系统检测到SE小于SE3时,平台恢复为储能正常运行状态;
当SE大于SE6时,判定系统进入储能饱和运行状态,直至SE小于SE5时,系统再切换为储能充足运行状态。
3.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上雷达测风移动平台风光储直流微网系统蓄电池组运行管理方法,其特征在于:在中央管理系统进行储能子单元分组判断时,所述Max{SOC}为SOC值最大的储能子单元,即储能最多的储能子单元;Min{SOC}为SOC值最小的储能子单元,即储能最少的储能子单元;Mid{SOC}为SOC值居中的储能子单元;两个或三个储能子单元SOC值相等时则系统随机将子单元进行分组。
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Citations (1)
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---|---|---|---|---|
CN107579514A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-01-12 | 集美大学 | 一种用于海上平台的风光储直流电力系统及控制方法 |
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CN103050987B (zh) * | 2013-01-05 | 2016-01-06 | 南京航空航天大学 | 一种基于单体蓄电池组的蓄电池储能系统及控制方法 |
CN104638772B (zh) * | 2013-11-14 | 2018-01-19 | 国家电网公司 | 基于风功率预测的电池储能电站能量管理方法 |
CN103904696B (zh) * | 2014-03-08 | 2016-01-27 | 哈尔滨工程大学 | 一种针对海岛/海上平台独立新能源微电网的容量配置优化方法 |
EP3010107A1 (en) * | 2014-10-13 | 2016-04-20 | ABB Technology AG | State of charge management in battery systems |
CN104300567A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-01-21 | 东南大学 | 一种平抑间歇性电源功率波动的混合储能控制方法 |
CN106809363A (zh) * | 2016-01-28 | 2017-06-09 | 上海冠图电气科技有限公司 | 船舶多类型能源管理系统以及能源管理方法 |
KR101940704B1 (ko) * | 2016-09-23 | 2019-01-21 | 주식회사 엘지화학 | 병렬 연결된 배터리 팩의 soc 및 soh 관리 장치 및 방법 |
DE102017002113A1 (de) * | 2017-03-08 | 2018-09-13 | Thyssenkrupp Ag | Unterseeboot und Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems eines Unterseebootes |
CN107508304B (zh) * | 2017-08-29 | 2020-09-08 | 国电联合动力技术有限公司 | 一种电池储能系统的分区控制方法 |
CN107681650A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-02-09 | 安徽理工大学 | 直流微电网能量管理和协调控制方法 |
CN107947231B (zh) * | 2017-12-01 | 2020-04-21 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种面向配电网优化运行的混合储能系统控制方法 |
CN108321827A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-07-24 | 深圳市普禄科智能检测设备有限公司 | 后备蓄电池储能放电控制系统及方法 |
CN108988324A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-12-11 | 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 | 一种基于soc和输出功率均衡控制方法 |
CN109904866B (zh) * | 2019-02-22 | 2021-07-02 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种多元储能的微电网并网协调控制方法及其系统 |
CN110224435A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-10 | 广东志成冠军集团有限公司 | 一种含混合储能的海岛供电系统能量控制方法 |
CN110504671B (zh) * | 2019-09-06 | 2020-11-24 | 集美大学 | 一种漂浮式海上测风移动平台风光储模块化能量管理方法 |
CN110445182B (zh) * | 2019-09-06 | 2021-01-29 | 集美大学 | 一种高可靠漂浮式海上测风移动平台风光储直流电力系统及控制方法 |
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---|---|---|---|---|
CN107579514A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-01-12 | 集美大学 | 一种用于海上平台的风光储直流电力系统及控制方法 |
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