CN113315154B - 防铅炭电池过压跳闸的控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

防铅炭电池过压跳闸的控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN113315154B CN202010120814.4A CN202010120814A CN113315154B CN 113315154 B CN113315154 B CN 113315154B CN 202010120814 A CN202010120814 A CN 202010120814A CN 113315154 B CN113315154 B CN 113315154B
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Abstract

本申请提供防铅炭电池过压跳闸的控制方法、装置、设备及存储介质。所述控制方法包括：采集所述离网型微电网的负荷功率、铅炭电池侧电压值、电池侧过压保护参数；基于所述铅炭电池侧电压值，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率；基于所述电池侧过压保护参数，确定铅炭电池电压安全运行区间；响应于所述铅炭电池电压位于所述安全运行区间，根据所述负荷功率和所述铅炭电池当前允许的最大充电功率，限制风机和光伏输出功率。

Description

防铅炭电池过压跳闸的控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及智能电网技术领域，具体涉及防铅炭电池过压跳闸的控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
离网型微电网一般应用于大电网未覆盖的农村、海岛等偏远地区，不与常规电网相联接，孤岛运行，利用自身分布式电源满足微网内负荷需求。
根据分布式电源的拓扑结构，离网型微电网主要有以下三种类型：交流型、直流型和交直流混合型。储能作为离网型微电网主要设备之一，选型甚为关键。
目前储能设备主要以电化学储能为主。其中，锂电成本相对较高，一致性问题也仍然存在。液流电池成本也很高。铅酸电池虽具有低成本优势，但其循环寿命短的缺点，导致单位次数储能成本较高。而铅炭电池具有单位次数使用成本较低、电池寿命较高、运行稳定安全等特点，已在新能源储能领域广泛应用。
然而铅炭电池充电末期需要恒压充电特性。在并网型微电网中往往通过储能变流器对电池侧控压来实现，但在离网型微电网中储能变流器需要控制交流母线(直流型和交直流混合型离网型微电网是直流母线)电压，不能同时兼顾电池侧电压。因此，在离网型微电网中铅炭电池充电末期会频繁出现电池侧电压突增跳闸的现象。
发明内容
本申请实施例提供一种离网型微电网防铅炭电池过压跳闸的控制方法，包括：采集所述离网型微电网的负荷功率、铅炭电池侧电压值、电池侧过压保护参数；基于所述铅炭电池侧电压值，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率；基于所述电池侧过压保护参数，确定铅炭电池电压安全运行区间；响应于所述铅炭电池电压位于所述安全运行区间，根据所述负荷功率和所述铅炭电池当前允许的最大充电功率，限制风机和光伏输出功率。
根据一些实施例，所述方法还包括：基于所述电池侧过压保护参数和所述铅炭电池电压安全运行区间，确定铅炭电池电压报警运行区间；响应于所述铅炭电池电压进入所述铅炭电池电压报警运行区间，停止风机和光伏发电。
根据一些实施例，所述采集所述离网型微电网的负荷功率、铅炭电池侧电压值、电池侧过压保护电压，包括：通过所述离网型微电网的控制器的通讯板卡或GOOSE板卡采集所述负荷功率和所述铅炭电池侧电压值；获取设定的所述电池侧过压保护参数。
根据一些实施例，所述基于所述铅炭电池侧电压值，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率，包括：基于所述铅炭电池侧电压值，从铅炭电池当前允许的最大充电功率与铅炭电池侧电压值的对应曲线中，确定所述铅炭电池当前允许的最大充电功率。
根据一些实施例，所述电池侧过压保护参数包括：储能变流器电池侧过压保护电压、储能变流器电池侧过压保护电压的延时定值、电池管理系统过压保护电压、电池管理系统过压保护电压的延时定值，铅炭电池安全运行电压值上限、铅炭电池电压达到上限值后所述离网型微电网的控制器最长调节时间、可靠系数、进入所述报警运行区间后所述离网型微电网的控制器最大调节时间、所述离网型微网控制器下发停止风机和光伏发电命令到接收到风机和光伏停机状态的响应延时时间的至少一种，其中，所述储能变流器与所述铅炭电池并联连接。
根据一些实施例，所述铅炭电池电压安全运行区间的拟合计算公式如下：
Figure BDA0002392914690000031
其中，Vpcs为储能变流器(PCS)电池侧过压保护电压，tpcs为储能变流器(PCS)电池侧过压保护电压的延时定值，Vbms为电池管理系统(BMS)过压保护电压，tbms为电池管理系统(BMS)过压保护电压的延时定值，Vbess_max为所述离网型微电网的控制器中设置的铅炭电池安全运行电压值上限；tbess_max为铅炭电池电压达到上限值后所述离网型微电网的控制器最长调节时间。
根据一些实施例，所述铅炭电池电压报警运行区间为：
Figure BDA0002392914690000032
其中，Vbess_alm为进入所述报警运行区间的铅炭电池电压定值，η为可靠系数，n＝0.9，tbess_alm为进入所述报警运行区间后所述离网型微电网的控制器最大调节时间，tset为离网型微网控制器下发停止风机和光伏发电命令到接收到风机和光伏停机状态的响应延时时间。
根据一些实施例，所述限制风机和光伏输出功率，允许风机和光伏发电的功率上限Pout_max为：
Pout_max＝Pload+Pchrg_max；
其中，Pload为所述负荷功率；Pchrg_max为所述铅炭电池当前允许的最大充电功率。
根据一些实施例，所述响应于所述铅炭电池电压进入所述报警运行区间，停止风机和光伏发电，包括：响应于所述铅炭电池电压进入所述报警运行区间，下发停止风机和光伏发电的命令，使所述铅炭电池由充电状态切换至放电状态，降低所述铅炭电池的电压。
本申请实施例还提供一种离网型微电网防铅炭电池过压跳闸控制装置，包括采集模块、最大充电功率确定模块、安全运行区间确定模块、安全运行区间控制模块，所述采集模块采集所述离网型微电网的负荷功率、铅炭电池侧电压值、电池侧过压保护参数；所述最大充电功率确定模块基于所述铅炭电池侧电压值，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率；所述安全运行区间确定模块基于所述电池侧过压保护参数，确定铅炭电池电压安全运行区间；所述安全运行区间控制模块响应于所述铅炭电池电压位于所述安全运行区间，根据所述负荷功率和所述铅炭电池当前允许的最大充电功率，限制风机和光伏输出功率。
根据一些实施例，所述装置还包括报警运行区间确定模块、报警运行区间控制模块，所述报警运行区间确定模块基于所述电池侧过压保护参数和所述安全运行区间，确定铅炭电池电压报警运行区间；所述报警运行区间控制模块响应于所述铅炭电池电压进入所述报警运行区间，停止风机和光伏发电。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器执行如上所述的方法。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序,其中，当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的方法。
本申请实施例提供的技术方案，在离网型微电网系统中，使铅炭电池充电末期不再依赖恒压充电模式，根据计算的铅炭电池电压安全运行区间，快速调节光伏和风机的输出功率，有效地解决了铅炭电池充电末期电压突增导致过压跳闸的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种离网型微电网防铅炭电池过压跳闸的控制方法流程示意图。
图2是本申请实施例提供的另一种离网型微电网防铅炭电池过压跳闸的控制方法流程示意图。
图3是本申请实施例提供的一种离网型微电网防铅炭电池过压跳闸的控制装置功能组成框图。
图4是本申请实施例提供的一种离网型微电网防铅炭电池过压跳闸的控制装置功能组成框图。
图5是本申请实施例提供的一种电子设备功能组成框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1是本申请实施例提供的一种离网型微电网防铅炭电池过压跳闸的控制方法流程示意图。
在S110中，采集离网型微电网的负荷功率、铅炭电池侧电压值、电池侧过压保护参数。
通过离网型微电网的控制器的通讯板卡或GOOSE板卡采集负荷功率和铅炭电池侧电压值。获取设定的电池侧过压保护参数。
电池侧过压保护参数包括：储能变流器电池侧过压保护电压、储能变流器电池侧过压保护电压的延时定值、电池管理系统过压保护电压、电池管理系统过压保护电压的延时定值，铅炭电池安全运行电压值上限、铅炭电池电压达到上限值后离网型微电网的控制器最长调节时间、可靠系数、进入报警运行区间后离网型微电网的控制器最大调节时间、离网型微网控制器下发停止风机和光伏发电命令到接收到风机和光伏停机状态的响应延时时间的至少一种，其中，储能变流器与铅炭电池并联连接。
在S120中，基于铅炭电池侧电压值，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率。
基于铅炭电池侧电压值，从铅炭电池当前允许的最大充电功率与铅炭电池侧电压值的对应曲线中，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率。铅炭电池当前允许的最大充电功率与铅炭电池侧电压值的对应曲线，一般由铅炭电池厂家提供。
在S130中，基于电池侧过压保护参数，确定铅炭电池电压安全运行区间。
铅炭电池电压安全运行区间的拟合计算公式如下。
Figure BDA0002392914690000061
其中，Vpcs为储能变流器(PCS)电池侧过压保护电压，tpcs为储能变流器(PCS)电池侧过压保护电压的延时定值，Vbms为电池管理系统(BMS)过压保护电压，tbms为电池管理系统(BMS)过压保护电压的延时定值，Vbess_max为离网型微电网的控制器中设置的铅炭电池安全运行电压值上限，tbess_max为铅炭电池电压达到上限值后离网型微电网的控制器最长调节时间。
在S140中，响应于铅炭电池电压位于安全运行区间，根据负荷功率和铅炭电池当前允许的最大充电功率，限制风机和光伏输出功率。
限制风机和光伏输出功率，允许风机和光伏发电的功率上限功率上限Pout_max如下。
Pout_max＝Pload+Pchrg_max。
其中，Pload为负荷功率，Pchrg_max为铅炭电池当前允许的最大充电功率。
本实施例提供的技术方案，在离网型微电网系统中，使铅炭电池充电末期不再依赖恒压充电模式，根据计算的铅炭电池电压安全运行区间，快速调节光伏和风机的输出功率，有效地解决了铅炭电池充电末期电压突增导致过压跳闸的问题。
图2是本申请实施例提供的一种离网型微电网防铅炭电池过压跳闸的控制方法流程示意图。
在S210中，采集离网型微电网的负荷功率、铅炭电池侧电压值、电池侧过压保护参数。
通过离网型微电网的控制器的通讯板卡或GOOSE板卡采集负荷功率和铅炭电池侧电压值。获取设定的电池侧过压保护参数。
电池侧过压保护参数包括：储能变流器电池侧过压保护电压、储能变流器电池侧过压保护电压的延时定值、电池管理系统过压保护电压、电池管理系统过压保护电压的延时定值，铅炭电池安全运行电压值上限、铅炭电池电压达到上限值后离网型微电网的控制器最长调节时间、可靠系数、进入报警运行区间后离网型微电网的控制器最大调节时间、离网型微网控制器下发停止风机和光伏发电命令到接收到风机和光伏停机状态的响应延时时间的至少一种，其中，储能变流器与铅炭电池并联连接。
在S220中，基于铅炭电池侧电压值，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率。
基于铅炭电池侧电压值，从铅炭电池当前允许的最大充电功率与铅炭电池侧电压值的对应曲线中，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率。
在S230中，基于电池侧过压保护参数，确定铅炭电池电压安全运行区间。
铅炭电池电压安全运行区间的拟合计算公式如下。
Figure BDA0002392914690000081
其中，Vpcs为储能变流器(PCS)电池侧过压保护电压，tpcs为储能变流器(PCS)电池侧过压保护电压的延时定值，Vbms为电池管理系统(BMS)过压保护电压，tbms为电池管理系统(BMS)过压保护电压的延时定值，Vbess_max为离网型微电网的控制器中设置的铅炭电池安全运行电压值上限，tbess_max为铅炭电池电压达到上限值后离网型微电网的控制器最长调节时间。
在S240中，响应于铅炭电池电压位于安全运行区间，根据负荷功率和铅炭电池当前允许的最大充电功率，限制风机和光伏输出功率。
限制风机和光伏输出功率，允许风机和光伏发电的功率上限功率上限Pout_max如下。
Pout_max＝Pload+Pchrg_max。
其中，Pload为负荷功率，Pchrg_max为铅炭电池当前允许的最大充电功率。
在S250中，基于电池侧过压保护参数和安全运行区间，确定铅炭电池电压报警运行区间。
铅炭电池电压报警运行区间为：
Figure BDA0002392914690000091
其中，Vbess_alm为进入报警运行区间的铅炭电池电压定值，η为可靠系数，n＝0.9，tbess_alm为进入报警运行区间后离网型微电网的控制器最大调节时间，tset为离网型微网控制器下发停止风机和光伏发电命令到接收到风机和光伏停机状态的响应延时时间。
在S260中，响应于铅炭电池电压进入报警运行区间，停止风机和光伏发电。
响应于铅炭电池电压进入报警运行区间，下发停止风机和光伏发电的命令，使铅炭电池由充电状态切换至放电状态，降低铅炭电池的电压。
本实施例提供的技术方案，在离网型微电网系统中，使铅炭电池充电末期不再依赖恒压充电模式，根据计算的铅炭电池电压安全运行区间及报警运行区间，快速调节光伏和风机的输出功率，及时降低铅炭电池充电功率，更加有效地解决了铅炭电池充电末期电压突增导致过压跳闸的问题。
图3是本申请实施例提供的一种离网型微电网防铅炭电池过压跳闸的控制装置功能组成框图，包括采集模块10、最大充电功率确定模块20、安全运行区间确定模块30、安全运行区间控制模块40。
采集模块10采集离网型微电网的负荷功率、铅炭电池侧电压值、电池侧过压保护参数。最大充电功率确定模块20基于铅炭电池侧电压值，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率。安全运行区间确定模块30基于电池侧过压保护参数，确定铅炭电池电压安全运行区间。安全运行区间控制模块40响应于铅炭电池电压位于安全运行区间，根据负荷功率和铅炭电池当前允许的最大充电功率，限制风机和光伏输出功率。
图4是本申请实施例提供的一种离网型微电网防铅炭电池过压跳闸的控制装置功能组成框图，包括采集模块10、最大充电功率确定模块20、安全运行区间确定模块30、安全运行区间控制模块40、报警运行区间确定模块50、报警运行区间控制模块60。
采集模块10采集离网型微电网的负荷功率、铅炭电池侧电压值、电池侧过压保护参数。最大充电功率确定模块20基于铅炭电池侧电压值，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率。安全运行区间确定模块30基于电池侧过压保护参数，确定铅炭电池电压安全运行区间。安全运行区间控制模块40响应于铅炭电池电压位于安全运行区间，根据负荷功率和铅炭电池当前允许的最大充电功率，限制风机和光伏输出功率。报警运行区间确定模块50基于电池侧过压保护参数和安全运行区间，确定铅炭电池电压报警运行区间。报警运行区间控制模块60响应于铅炭电池电压进入报警运行区间，停止风机和光伏发电。
图5是本申请实施例提供的一种电子设备功能组成框图。
电子设备可以包括输出单元301、输入单元302、处理器303、存储器304、通讯接口305，以及内存单元306。
存储器304作为一种非暂态计算机可读存储器，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块。当一个或多个程序被一个或多个处理器303执行，使得一个或多个处理器303实现如上所述的方法。
存储器304可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电子器件的使用所创建的数据等。此外，存储器304可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态性固态存储器件。在一些实施例中，存储器304可选包括相对于处理器303远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种离网型微电网防铅炭电池过压跳闸的控制方法，包括：
采集所述离网型微电网的负荷功率、铅炭电池侧电压值、电池侧过压保护参数，所述电池侧过压保护参数包括储能变流器电池侧过压保护电压、储能变流器电池侧过压保护电压的延时定值、电池管理系统过压保护电压、电池管理系统过压保护电压的延时定值、铅炭电池安全运行电压值上限、铅炭电池电压达到上限值后所述离网型微电网的控制器最长调节时间、可靠系数、进入报警运行区间后所述离网型微电网的控制器最大调节时间、所述离网型微电网的控制器下发停止风机和光伏发电命令到接收到风机和光伏停机状态的响应延时时间的至少一种，其中，所述储能变流器与所述铅炭电池并联连接；
基于所述铅炭电池侧电压值，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率；
基于所述电池侧过压保护参数，确定铅炭电池电压安全运行区间；
响应于所述铅炭电池电压位于所述安全运行区间，根据所述负荷功率和所述铅炭电池当前允许的最大充电功率，限制风机和光伏输出功率。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述电池侧过压保护参数和所述安全运行区间，确定铅炭电池电压报警运行区间；
响应于所述铅炭电池电压进入所述报警运行区间，停止风机和光伏发电。
3.根据权利要求1所述的方法，所述采集所述离网型微电网的负荷功率、铅炭电池侧电压值、电池侧过压保护电压，包括：
通过所述离网型微电网的控制器的通讯板卡或GOOSE板卡采集所述负荷功率和所述铅炭电池侧电压值；
获取设定的所述电池侧过压保护参数。
4.根据权利要求1所述的方法，所述基于所述铅炭电池侧电压值，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率，包括：
基于所述铅炭电池侧电压值，从铅炭电池当前允许的最大充电功率与铅炭电池侧电压值的对应曲线中，确定所述铅炭电池当前允许的最大充电功率。
5.根据权利要求1所述的方法，所述铅炭电池电压安全运行区间的拟合计算公式如下：
Figure FDA0003641177370000021
其中，Vpcs为储能变流器(PCS)电池侧过压保护电压，tpcs为储能变流器(PCS)电池侧过压保护电压的延时定值，Vbms为电池管理系统(BMS)过压保护电压，tbms为电池管理系统(BMS)过压保护电压的延时定值，Vbess_max为所述离网型微电网的控制器中设置的铅炭电池安全运行电压值上限，tbess_max为铅炭电池电压达到上限值后所述离网型微电网的控制器最长调节时间。
6.根据权利要求5所述的方法，所述铅炭电池电压报警运行区间为：
Figure FDA0003641177370000022
其中，Vbess_alm为进入所述报警运行区间的铅炭电池电压定值，η为可靠系数，n＝0.9，tbess_alm为进入所述报警运行区间后所述离网型微电网的控制器最大调节时间，tset为离网型微电网的控制器下发停止风机和光伏发电命令到接收到风机和光伏停机状态的响应延时时间。
7.根据权利要求1所述的方法，所述限制风机和光伏输出功率，允许风机和光伏发电的功率上限Pout_max为：
Pout_max＝Pload+Pchrg_max；
其中，Pload为所述负荷功率；Pchrg_max为所述铅炭电池当前允许的最大充电功率。
8.根据权利要求1所述的方法，所述响应于所述铅炭电池电压进入报警运行区间，停止风机和光伏发电，包括：
响应于所述铅炭电池电压进入所述报警运行区间，下发停止风机和光伏发电的命令，使所述铅炭电池由充电状态切换至放电状态，降低所述铅炭电池的电压。
9.一种离网型微电网防铅炭电池过压跳闸控制装置，包括：
采集模块，采集所述离网型微电网的负荷功率、铅炭电池侧电压值、电池侧过压保护参数，所述电池侧过压保护参数包括储能变流器电池侧过压保护电压、储能变流器电池侧过压保护电压的延时定值、电池管理系统过压保护电压、电池管理系统过压保护电压的延时定值，铅炭电池安全运行电压值上限、铅炭电池电压达到上限值后所述离网型微电网的控制器最长调节时间、可靠系数、进入报警运行区间后所述离网型微电网的控制器最大调节时间、所述离网型微电网的控制器下发停止风机和光伏发电命令到接收到风机和光伏停机状态的响应延时时间的至少一种，其中，所述储能变流器与所述铅炭电池并联连接；
最大充电功率确定模块，基于所述铅炭电池侧电压值，确定铅炭电池当前允许的最大充电功率；
安全运行区间确定模块，基于所述电池侧过压保护参数，确定铅炭电池电压安全运行区间；
安全运行区间控制模块，响应于所述铅炭电池电压位于所述安全运行区间，根据所述负荷功率和所述铅炭电池当前允许的最大充电功率，限制风机和光伏输出功率。
10.根据权利要求9所述的装置，还包括：
报警运行区间确定模块，基于所述电池侧过压保护参数和所述安全运行区间，确定铅炭电池电压报警运行区间；
报警运行区间控制模块，响应于所述铅炭电池电压进入所述报警运行区间，停止风机和光伏发电。
11.一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序,其中，当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106953339A (zh) * 2017-03-29 2017-07-14 国网浙江省电力公司电力科学研究院 一种铅炭电池实时平抑光伏电站功率波动的方法

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