CN113489034B - 一种储能系统协同控制方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

一种储能系统协同控制方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种储能系统协同控制方法、装置、设备及存储介质，基于储能系统中的各分系统的各项静态评估指标和各项动态运行指标的来综合评估各分系统的运行状况，根据上述综合运行状况实时生成各分系统的功率控制指令，实现大容量和高安全性的储能系统协同控制。根据各分系统的各项静态评估指标的权重和数值，计算得到各分系统的静态评估指标评价结果；根据各分系统的各项动态运行指标和权重的数值，得到各分系统的动态运行指标评价结果；通过计算各分系统的静态评估指标评价结果和动态运行指标评价结果得到各分系统的综合指标评价结果；通过综合指标评价结果和总功率指令，得到各分系统的功率指令，用于协同控制各分系统。能够全面考虑电池储能系统的经济、安全、技术因素，生成各分系统功率指令，实现大容量和高安全性的储能系统协同控制。

Description

一种储能系统协同控制方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明设计协同控制技术领域，具体是一种储能系统协同控制方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
作为提升电力系统对规模化新能源发电消纳能力的一种有效措施，电池储能技术一直是研究热点。随着新能源发电在电网的渗透率逐步提高，储能系统的容量也逐渐从过去的千瓦时级发展到近年来的百兆瓦时乃至吉瓦时级。
根据目前功率器件水平，单个储能分系统的功率一般为500kW～2MW。因此大容量储能电站或储能系统往往是由多个储能分系统交流侧并联构成，参见如图1所示，多个功率独立可控的储能分系统在交流输出侧并联汇集于400V母线，并通过升压变压器接入10kV母线，其中R为分系统个数。实际运行时，该储能系统的能量管理平台通过通讯线获得上层调度下达的总功率指令Psum，然后根据各分系统的额定容量及其当前电量，将功率指令合理拆分下达至各分系统，协调各个储能分系统的储电容量和性能。
现有技术的协调控制方法进行功率指令分配计算时仅以一项技术指标为依据，即根据电池电压、电池荷电状态或电池健康状态来协调控制各储能分系统的充放电量。此类控制方法目标单一，无法满足对储能系统的经济性和安全性要求。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明提出一种储能系统协同控制方法、装置、设备和存储介质，基于储能系统的静态参数和动态运行指标来综合评估各储能分系统的运行状况，根据上述综合运行状况实时生成各分系统的功率控制指令，实现大容量和高安全性的储能系统协同控制。
本发明实施例提供一种储能系统协同控制方法，所述方法包括：
获取储能系统的总功率指令和所述储能系统中各分系统的额定容量；
根据预设需求指标，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项动态运行指标的权重；
获取所述储能系统的参数，并根据所述参数确定所述各分系统的各项静态评估指标的数值，根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果；
实时获取所述各分系统运行过程中的电气量，并根据所述电气量计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值，根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，计算所述各分系统的动态运行指标评价结果；
根据所述各分系统的静态评估指标评价结果、所述各分系统的动态运行指标评价结果和所述各分系统的额定容量，计算所述各分系统的综合指标评价结果；
根据所述各分系统的综合指标评价结果和所述总功率指令，实时计算所述各分系统的功率指令，并下发给所述各分系统执行。
优选地，所述获取储能系统的总功率指令和所述储能系统中各分系统的额定容量，具体包括：
获取所述储能系统的总功率指令Psum，其中，Psum为正时，所述储能系统为放电工况；Psum为负时，所述储能系统为充电工况。
获取所述各分系统的额定容量Q1、Q2、……、QR，其中，R为所述储能系统的分系统的数量，其中，R>0。
优选地，所述根据预设需求指标，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项动态运行指标的权重，具体包括：
获取所述储能系统的参数和业主需求信息，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重为KM1、KM2、……、KMA，其中，M表示静态评估指标，包括且不限于电池购置成本、运行维护成本、电池充放电效率、材料体系安全性、电池新旧程度和分系统安全措施等级等等；A表示静态评估指标的数量，A>0；
设置所述各分系统的各项动态运行指标的权重为KN1、KN2、……、KNB，其中，N表示动态运行指标，包括且不限于电池电压、电池荷电状态SOC和电池健康状态SOH等等；B表示动态运行指标的数量，B>0。
优选地，所述获取所述储能系统的参数，并根据所述参数确定所述各分系统的各项静态评估指标的数值，根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果，具体包括：
获取所述储能系统的参数，并根据所述参数对所述各分系统的各项静态评估指标进行评分，得到所述各分系统的各项静态评估指标的数值M1、M2、……、MA；
根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果S1、S2、……、SR，其中，
第j个分系统的静态评估指标评价结果为Mkj为第j个分系统在第k项静态评估指标上的评分，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，A。
优选地，所述实时获取所述各分系统运行过程中的电气量，并根据所述电气量计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值，根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，计算所述各分系统的动态运行指标评价结果，具体包括：
在所述储能系统运行过程中，实时采集所述各分系统的电气量，并根据采集的电气量，实时计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值N1、N2、……、NB；
根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，实时计算所述各分系统的动态运行指标评价结果D1、D2、……、DR，其中，
第j个分系统的动态运行指标评价结果为Nkj为第j个分系统的第k项动态运行指标的数值，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，B。
优选地，所述根据所述各分系统的静态评估指标评价结果、所述各分系统的动态运行指标评价结果和所述各分系统的额定容量，计算所述各分系统的综合指标评价结果，具体包括：
根据所述各分系统的静态评估指标评价结果S1、S2、……、SR、所述各分系统的动态运行指标评价结果D1、D2、……、DR和所述各分系统的额定容量Q1、Q2、……、QR，实时计算所述各分系统的综合指标评价结果W1、W2、……、WR，其中，
第j个分系统的综合指标评价结果为放电工况时，上式中±取+；充电工况时，上式中±取-，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，R。
优选地，所述根据所述各分系统的综合指标评价结果和所述总功率指令，实时计算所述各分系统的功率指令，并下发给所述各分系统执行，具体包括：
根据所述各分系统的综合指标评价结果W1、W2、……、WR和所述总功率指令Psum，实时计算所述各分系统的功率指令P1、P2、……、PR，其中，第j个分系统的功率指令计算公式为Pj＝Psum*Wj，j＝1，2，...，R；
将所述各分系统的功率指令P1、P2、……、PR下发至所述各分系统，控制所述各分系统充电或放电。
在本发明的又一实施例提供一种储能系统协同控制装置，所述装置包括参数获取模块、权重设置模块、静态评估指标评价模块、动态运行指标评价模块、综合指标评价模块和功率指令生成模块：
所述参数获取模块用于获取储能系统的总功率指令和所述储能系统中各分系统的额定容量；
所述权重设置模块用于根据预设需求指标，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项动态运行指标的权重；
所述静态评估指标评价模块用于获取所述储能系统的参数，并根据所述参数确定所述各分系统的各项静态评估指标的数值，根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果；
所述动态运行指标评价模块用于实时获取所述各分系统运行过程中的电气量，并根据所述电气量计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值，根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，计算所述各分系统的动态运行指标评价结果；
所述综合指标评价模块用于根据所述各分系统的静态评估指标评价结果、所述各分系统的动态运行指标评价结果和所述各分系统的额定容量，计算所述各分系统的综合指标评价结果；
所述功率指令生成模块用于根据所述各分系统的综合指标评价结果和所述总功率指令，实时计算所述各分系统的功率指令，并下发给所述各分系统执行。
作为一种优选方式，所述参数获取模块用于具体包括：
获取所述储能系统的总功率指令Psum，其中，Psum为正时，所述储能系统为放电工况；Psum为负时，所述储能系统为充电工况。
获取所述各分系统的额定容量Q1、Q2、……、QR，其中，R为所述储能系统的分系统的数量，其中，R>0。
作为一种优选方式，所述权重设置模块具体用于：
获取所述储能系统的参数和业主需求信息，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重为KM1、KM2、……、KMA，其中，M表示静态评估指标，包括且不限于电池购置成本、运行维护成本、电池充放电效率、材料体系安全性、电池新旧程度和分系统安全措施等级等等；A表示静态评估指标的数量，A>0；
设置所述各分系统的各项动态运行指标的权重为KN1、KN2、……、KNB，其中，N表示动态运行指标，包括且不限于电池电压、电池荷电状态SOC和电池健康状态SOH等等；B表示动态运行指标的数量，B>0。
作为一种优选方式，所述静态评估指标评价模块具体用于：
获取所述储能系统的参数，并根据所述参数对所述各分系统的各项静态评估指标进行评分，得到所述各分系统的各项静态评估指标的数值M1、M2、……、MA；
根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果S1、S2、……、SR，其中，
第j个分系统的静态评估指标评价结果为Mkj为第j个分系统在第k项静态评估指标上的评分，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，A。
作为一种优选方式，所述动态运行指标评价模块具体用于：
在所述储能系统运行过程中，实时采集所述各分系统的电气量，并根据采集的电气量，实时计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值N1、N2、……、NB；
根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，实时计算所述各分系统的动态运行指标评价结果D1、D2、……、DR，其中，
第j个分系统的动态运行指标评价结果为Nkj为第j个分系统的第k项动态运行指标的数值，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，B。
作为一种优选方式，所述综合指标评价模块具体用于：
根据所述各分系统的静态评估指标评价结果S1、S2、……、SR、所述各分系统的动态运行指标评价结果D1、D2、……、DR和所述各分系统的额定容量Q1、Q2、……、QR，实时计算所述各分系统的综合指标评价结果W1、W2、……、WR，其中，
第j个分系统的综合指标评价结果为放电工况时，上式中±取+；充电工况时，上式中±取-，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，R。
作为一种优选方式，所述功率指令生成模块具体用于：
根据所述各分系统的综合指标评价结果W1、W2、……、WR和所述总功率指令Psum，实时计算所述各分系统的功率指令P1、P2、……、PR，其中，第j个分系统的功率指令计算公式为Pj＝Psum*Wj，j＝1，2，...，R；
将所述各分系统的功率指令P1、P2、……、PR下发至所述各分系统，控制所述各分系统充电或放电。
本发明实施例还提供一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中任意一项所述的一种储能系统协同控制方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述实施例中任意一项所述的一种储能系统协同控制方法。
本发明提供的一种储能系统协同控制方法、装置、设备及存储介质，基于储能系统中的各分系统的各项静态评估指标和各项动态运行指标的来评估各分析通过的运行状况，计算各分系统的各项静态评估指标的权重和数值，得到各分系统的静态评估指标评价结果，根据各分系统的各项动态运行指标和权重的数值，得到各分系统的动态运行指标评价结果，通过计算各分系统的静态评估指标评价结果和动态运行指标评价结果得到各分系统的综合指标评价结果，通过综合指标评价结果和总功率指令，得到各分系统的功率指令，用于协同控制各分系统。本实施例提供的协同控制方法能够全面考虑电池储能系统的经济、安全、技术因素，生成各分系统功率指令，实现大容量和高安全性的储能系统协同控制。
附图说明
图1是现有技术中的一种储能系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种储能系统协同控制方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种储能系统协同控制装置的结构示意图；
图4是本发明提供的一种终端设备的一个优先实施的示意图；
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。
本发明实施例提供一种储能系统协同控制方法，参见图2所示，是本发明实施例提供的一种储能系统协同控制方法的流程示意图，所述方法包括步骤S201～S206；
S201，获取储能系统的总功率指令和所述储能系统中各分系统的额定容量；
S202，根据预设需求指标，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项动态运行指标的权重；
S203，获取所述储能系统的参数，并根据所述参数确定所述各分系统的各项静态评估指标的数值，根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果；
S204，实时获取所述各分系统运行过程中的电气量，并根据所述电气量计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值，根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，计算所述各分系统的动态运行指标评价结果；
S205，根据所述各分系统的静态评估指标评价结果、所述各分系统的动态运行指标评价结果和所述各分系统的额定容量，计算所述各分系统的综合指标评价结果；
S206，根据所述各分系统的综合指标评价结果和所述总功率指令，实时计算所述各分系统的功率指令，并下发给所述各分系统执行。
在本实施例具体实施时，获取所述储能系统的总功率指令和所述储能系统的各分系统的额定容量，根据总功率指令和额定容量进行后续储能系统的协同控制；
获取预设需求指标，根据预设的需求指标，设置各分系统的各项静态评估指标的权重和各项动态运行指标的权重，各分系统的各项静态评估指标和各项动态运行指标能够综合评估各分系统的运行状况；
获取储能系统的具体参数和业主需求，通过计算得到各分系统的各项静态评估指标的数值，分系统的各项静态评估指标的数值在储能系统运行过程中保持不变；根据各分系统的各项静态评估指标的权重和数值，经过加权计算，得到各分系统的静态评估指标评价结果；
通过采集储能系统实时运行状态下的电气量，通过计算得到各分系统的各项动态运行指标的数值；根据各分系统的各项动态运行指标的权重和数值，经过加权计算，得到各分系统的动态运行指标评价结果；
根据所述各分系统的静态评估指标评价结果、所述各分系统的动态运行指标评价结果和所述各分系统的额定容量，计算所述各分系统的综合指标评价结果；
根据所述各分系统的综合指标评价结果和所述总功率指令，实时计算所述各分系统的功率指令，并下发给所述各分系统执行，完成对储能系统的协同控制。
本发明实施例提供一种储能系统协同控制方法，基于储能系统中的各分系统的各项静态评估指标和各项动态运行指标的来综合评估各分系统的运行状况，根据上述综合运行状况实时生成各分系统的功率控制指令，实现大容量和高安全性的储能系统协同控制。根据各分系统的各项静态评估指标的权重和数值，计算得到各分系统的静态评估指标评价结果；根据各分系统的各项动态运行指标和权重的数值，得到各分系统的动态运行指标评价结果；通过计算各分系统的静态评估指标评价结果和动态运行指标评价结果得到各分系统的综合指标评价结果；通过综合指标评价结果和总功率指令，得到各分系统的功率指令，用于协同控制各分系统。本实施例提供的协同控制方法能够全面考虑电池储能系统的经济、安全、技术因素，生成各分系统功率指令，实现大容量和高安全性的储能系统协同控制。
在本发明提供的又一实施例中，步骤S201，具体包括：
获取所述储能系统的总功率指令Psum，其中，Psum为正时，所述储能系统为放电工况；Psum为负时，所述储能系统为充电工况。
获取所述各分系统的额定容量Q1、Q2、……、QR，其中，R为所述储能系统的分系统的数量，其中，R>0。
在本实施例具体实施时，需要获取储能系统收到的总功率指令Psum，即该储能系统的总功率变化情况，Psum能决定储能系统的放电功率或充电功率，由总功率指令决定该储能系统的各分系统的功率指令；
获取整个储能系统参数，调研了解业主需求，储能分系统个数记为R，各分系统的额定容量为Q1、Q2、……、QR，该额定容量决定各分系统所能接收的最大安全指令。
在本发明提供的又一实施例中，步骤S202，具体包括：
获取所述储能系统的参数和业主需求信息，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重为KM1、KM2、……、KMA，其中，M表示静态评估指标，包括且不限于电池购置成本、运行维护成本、电池充放电效率、材料体系安全性、电池新旧程度和分系统安全措施等级等等；A表示静态评估指标的数量，A>0；
设置所述各分系统的各项动态运行指标的权重为KN1、KN2、……、KNB，其中，N表示动态运行指标，包括且不限于电池电压、电池荷电状态SOC和电池健康状态SOH等等；B表示动态运行指标的数量，B>0。
在本实施例具体实施时，根据系统参数和业主需求，设置评价储能系统的各分系统所需的各项静态评估指标的权重和各项动态运行指标的权重；
各项静态评估指标权重记为KM1、KM2、……、KMA，其中，A为静态评估指标个数，各项动态运行指标权重记为KN1、KN2、……、KNB，其中，B为动态运行指标个数。
静态评估指标包含经济性指标和安全指标，经济指标包括电池购置成本、运行维护成本和电池充放电效率等等；安全性指标包括材料体系安全性、电池新旧程度和分系统安全措施等级等等。
动态运行指标是指储能系统运行过程中需要关注的技术性指标，包括电池电压、电池荷电状态SOC和电池健康状态SOH等等。
通过获取储能系统运行过程中的静态评价指标和动态运行指标及其权重，能够从经济性能、安全性能和技术性能各个方面评价各分系统的状态，据此计算的各分系统功率控制指令更加科学。
在本发明提供的又一实施例中，步骤S203，具体包括
获取所述储能系统的参数，并根据所述参数对所述各分系统的各项静态评估指标进行评分，得到所述各分系统的各项静态评估指标的数值M1、M2、……、MA；
根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果S1、S2、……、SR，其中，
第j个分系统的静态评估指标评价结果为Mkj为第j个分系统的第k项静态评估指标上的评分，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，A。
在本实施例具体实施时，根据系统参数，为各分系统的各项静态评估指标上进行评分，得到各分系统的各项静态评估指标的数值M1、M2、……、MA。
根据上述静态评估指标的权重和静态评估指标的数值，计算各分系统的静态评估指标的评价结果，并分别记为S1、S2、……、SR，其中，第j个分系统的静态评估指标评价结果的计算公式为Mkj为第j个分系统在第k项静态评估指标上的评分，j＝1,2,...,R。
在本发明提供的又一实施例中，步骤S204，具体包括：
在所述储能系统运行过程中，实时采集所述各分系统的电气量，并根据采集的电气量，实时计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值N1、N2、……、NB；
根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，实时计算所述各分系统的动态运行指标评价结果D1、D2、……、DR，其中，
第j个分系统的动态运行指标评价结果为Nkj为第j个分系统的第k项动态运行指标的数值，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，B。
在本实施例具体实施时，在储能系统运行过程中，根据采集的各分系统的电气量，实时计算各分系统的各项动态运行指标的数值，分别记为N1、N2、……、NB。
根据上述动态运行指标权重和动态运行指标数值，实时计算各分系统的动态运行指标的评价结果，并分别记为D1、D2、……、DR，第j个分系统的动态运行指标评价结果的计算公式为其中，Nkj为第j个分系统在第k项动态运行指标上的数值，j＝1,2,...,R。
通过分别计算各分系统的静态评估指标评价结果和动态运行指标评价结果，能够均衡各分系统的静态评估指标和动态评估指标，根据各分系统的参数和运行工况，进行功率指令控制，实现协同控制。
在本发明提供的又一实施例中，步骤S205，具体包括：
根据所述各分系统的静态评估指标评价结果S1、S2、……、SR、所述各分系统的动态运行指标评价结果D1、D2、……、DR和所述各分系统的额定容量Q1、Q2、……、QR，实时计算所述各分系统的综合指标评价结果W1、W2、……、WR，其中，
第j个分系统的综合指标评价结果为放电工况时，上式中±取+；充电工况时，上式中±取-，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，R。
在本实施例具体实施时，根据各分系统的静态评估指标、动态运行指标的评价结果和所述各分系统的额定容量Q1、Q2、……、QR，实时计算各分系统的综合指标的评价结果，并分别记为W1、W2、……、WR，第j个分系统的综合指标评价结果计算公式为其中，总功率指令Psum为放电工况时，上式中±取+，总功率指令Psum为充电工况时，上式中±取-，j＝1，2，...，R。
通过各分系统的静态评估指标、动态运行指标的评价结果和所述各分系统的额定容量，实时计算各分系统的综合指标的评价结果，能够判定各分系统的综合指标，综合指标用于权衡在协同控制过程中，各分系统能够接受的充电/放电功率的比例，通过所述综合指标评价结果能实现各分系统的协同控制。
在本发明提供的又一实施例中，步骤S206，具体包括：
根据所述各分系统的综合指标评价结果W1、W2、……、WR和所述总功率指令Psum，实时计算所述各分系统的功率指令P1、P2、……、PR，其中，第j个分系统的功率指令计算公式为Pj＝Psum*Wj，j＝1，2，...，R；
并将所述各分系统的功率指令P1、P2、……、PR下发至所述各分系统，控制所述各分系统充电或放电。
在本实施例具体实施时，根据各分系统的综合指标评价结果和储能系统总功率指令，实时计算各分系统的功率指令，分别记为P1、P2、……、PR，并下达给各分系统执行。第j个分系统的功率指令计算公式为Pj＝Psum*Wj，其中，Psum为储能系统的总功率指令。
在本发明提供的又一实施例中，以一具体实施例说明本发明具体过程。
本实施例提供一种安装于某大工业园区的8MWh储能系统，共包含4个分系统，各分系统参数如表1所示。储能系统采用峰谷价差套利方式运行，即通过在电价低时对电池充电、在电价高时向电网放电，利用电价差获取利润。
表1某大工业园区4MW/8MWh储能系统参数
根据应用场景和业主需求，设置储能系统的分系统所需的静态评估指标、动态运行指标及其权重。由于各储能集装箱中消防安全措施到位，且业主更看重于能尽快收益回本，因此设置经济性指标权重为60％、安全性指标权重为40％。根据本系统应用场景和业主需求的具体特点，经济性指标选取电池效率、电池成本两个指标，它们的权重分别设置为30％和70％，则这两个指标对于静态评估的权重分别为KM1＝60％*30％＝18％、KM2＝60％*70％＝42％。安全性指标选取电池材料安全性、电池新旧程度这两个指标，其权重计算方法同上。得到如表2所示的数值。
表2 4MW/8MWh储能系统的静态评估指标及其权重
结合该储能系统的电气量采集情况，动态运行指标选择电池电压(U)、电池荷电状态(SOC)以及电池健康状态(SOH)三个指标。由于该储能系统含有多种电池类型，且业主期望运行过程中各种类型的电池能够保持均衡的健康状态，因此如表3所示，将SOH的指标权重设置得更大，将电池电压、荷电状态SOC的指标权重设置得相对更小。
表3 4MW/8MWh储能系统的动态运行指标及其权重
根据储能系统参数和电池技术特点，确定各分系统在各项静态评估指标的评分。此处采用百分制进行计算，分系统在该指标的性能最优时评为100分，其余子系统在该指标的评分情况以此为标准类推。得到如表4所示的数值。
表4 各储能分系统的各项静态评估指标的评分情况
根据上述静态评估指标权重和静态评估指标的评分，计算各分系统的静态评估指标的评价结果。第j个分系统的静态评估指标评价结果的计算公式为得到如表5所示的数值。静态评估指标评价结果得分越高，意味着单从经济和安全角度出发，更倾向于调用该分系统进行充放电。在本工程中，相比于其他分系统，由于2#分系统采用了更为安全和经济的磷酸铁锂新电池，因此通过更多地使用2#分系统，可以让业主尽快回本。
表5 各储能分系统的静态评估指标的评价结果
在系统运行过程中，根据采集数据，实时计算各分系统的各项动态运行指标的数值。在储能系统运行中，第j个分系统的三个动态运行指标的计算公式分别为：
根据上述动态运行指标权重和动态运行指标的数值，实时计算各分系统的动态运行指标的评价结果。第j个分系统的动态运行指标评价结果的计算公式为得到如表6所示的数值。不同于静态评估指标的评价结果，动态运行指标评价结果可为正数，也可为负数，正数意味该分系统的整体电压和电量高于其他分系统，负数反之。动态运行指标评价结果的绝对值越大，则意味着该分系统的整体电压和电量偏离其他分系统的电压和电量越多，在放电/充电工况下应该放出/吸收更多有功，以缩短与其他分系统的动态运行指标差距。
表6 各储能分系统的动态运行指标的评价结果
根据各分系统的静态评估指标、动态运行指标的评价结果，实时计算综合指标的评价结果。第j个分系统的综合指标评价结果计算公式为其中，放电工况取+，充电工况取-。
根据各分系统的综合指标评价结果和储能系统总功率指令，实时计算各分系统的功率指令，并下达给各分系统执行。第j个分系统的功率指令计算公式为Pj＝Psum*Wj，其中，Psum为储能系统的总功率指令。
本发明实施例提供一种储能系统协同控制方法，基于储能系统中的各分系统的各项静态评估指标和各项动态运行指标的来综合评估各分系统的运行状况，根据上述综合运行状况实时生成各分系统的功率控制指令，实现大容量和高安全性的储能系统协同控制。根据各分系统的各项静态评估指标的权重和数值，得到各分系统的静态评估指标评价结果；根据各分系统的各项动态运行指标和权重的数值，得到各分系统的动态运行指标评价结果；通过计算各分系统的静态评估指标评价结果和动态运行指标评价结果得到各分系统的综合指标评价结果；通过综合指标评价结果和总功率指令，得到各分系统的功率指令，用于协同控制各分系统。本实施例提供的协同控制方法能够全面考虑电池储能系统的经济、安全、技术因素，生成各分系统功率指令，实现大容量和高安全性的储能系统协同控制。
在本发明提供的又一实施例中，参见图3所示，是本发明实施例提供的一种储能系统协同控制装置的结构示意图，所述装置包括参数获取模块、权重设置模块、静态评估指标评价模块、动态运行指标评价模块、综合指标评价模块和功率指令生成模块：
所述参数获取模块用于获取储能系统的总功率指令和所述储能系统中各分系统的额定容量；
所述权重设置模块用于根据预设需求指标，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项动态运行指标的权重；
所述静态评估指标评价模块用于获取所述储能系统的参数，并根据所述参数确定所述各分系统的各项静态评估指标的数值，根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果；
所述动态运行指标评价模块用于实时获取所述各分系统运行过程中的电气量，并根据所述电气量计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值，根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，计算所述各分系统的动态运行指标评价结果；
所述综合指标评价模块用于根据所述各分系统的静态评估指标评价结果、所述各分系统的动态运行指标评价结果和所述各分系统的额定容量，计算所述各分系统的综合指标评价结果；
所述功率指令生成模块用于根据所述各分系统的综合指标评价结果和所述总功率指令，实时计算所述各分系统的功率指令，并下发给所述各分系统执行。
需要说明的是，本实施例提供的一种储能系统协同控制装置的具体功能在上述实施例中作了具体说明，在此不做赘述。
参见图4，是本发明提供的一种终端设备的一个优先实施的示意图。该实施例的终端设备包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序1和计算机程序2，例如一种储能系统协同控制程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个一种储能系统协同控制方法的实施例中的步骤，例如图2所示的步骤S201～S206。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如一种储能系统协同控制装置。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成文件获取与划分模块、潮流文件调整模块、新潮流文件合并模块、新稳定文件生成模块和定值整定模块，各模块具体功能如下在此不作赘述。
所述终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是所述终端设备的示例，并不构成对所述终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述终端设备的各种功能。所述存储器可主要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、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述终端设备集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
本发明提供的一种储能系统协同控制方法、装置、设备及存储介质，基于储能系统中的各分系统的各项静态评估指标和各项动态运行指标的来评估各分析通过的运行状况，计算各分系统的各项静态评估指标的权重和数值，得到各分系统的静态评估指标评价结果，根据各分系统的各项动态运行指标和权重的数值，得到各分系统的动态运行指标评价结果，通过计算各分系统的静态评估指标评价结果和动态运行指标评价结果得到各分系统的综合指标评价结果，通过综合指标评价结果和总功率指令，得到各分系统的功率指令，用于协同控制各分系统。本实施例提供的协同控制方法能够全面考虑电池储能系统的经济、安全、技术因素，生成各分系统功率指令，实现大容量和高安全性的储能系统协同控制。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种储能系统协同控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取储能系统的总功率指令和所述储能系统中各分系统的额定容量；
根据预设需求指标，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项动态运行指标的权重；
获取所述储能系统的参数，并根据所述参数确定所述各分系统的各项静态评估指标的数值，根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果；
实时获取所述各分系统运行过程中的电气量，并根据所述电气量计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值，根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，计算所述各分系统的动态运行指标评价结果；
根据所述各分系统的静态评估指标评价结果、所述各分系统的动态运行指标评价结果和所述各分系统的额定容量，计算所述各分系统的综合指标评价结果；
根据所述各分系统的综合指标评价结果和所述总功率指令，实时计算所述各分系统的功率指令，并下发给所述各分系统执行；
所述获取储能系统的总功率指令和所述储能系统中各分系统的额定容量，具体包括：
获取所述储能系统的总功率指令Psum，其中，Psum为正时，所述储能系统为放电工况；Psum为负时，所述储能系统为充电工况；
获取所述各分系统的额定容量Q1、Q2、……、QR，其中，R为所述储能系统的分系统的数量，其中，R>0；
所述根据预设需求指标，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项动态运行指标的权重，具体包括：
获取所述储能系统的参数和业主需求信息，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重为KM1、KM2、……、KMA，其中，M表示静态评估指标，包括电池购置成本、运行维护成本、电池充放电效率、材料体系安全性、电池新旧程度和分系统安全措施等级；A表示静态评估指标的数量，A>0；
设置所述各分系统的各项动态运行指标的权重为KN1、KN2、……、KNB，其中，N表示动态运行指标，包括电池电压、电池荷电状态SOC和电池健康状态SOH；B表示动态运行指标的数量，B>0；
所述获取所述储能系统的参数，并根据所述参数确定所述各分系统的各项静态评估指标的数值，根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果，具体包括：
获取所述储能系统的参数，并根据所述参数对所述各分系统的各项静态评估指标进行评分，得到所述各分系统的各项静态评估指标的数值M1、M2、……、MA；
根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果S1、S2、……、SR，其中，
第j个分系统的静态评估指标评价结果为Mkj为第j个分系统在第k项静态评估指标上的评分，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，A；
所述实时获取所述各分系统运行过程中的电气量，并根据所述电气量计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值，根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，计算所述各分系统的动态运行指标评价结果，具体包括：
在所述储能系统运行过程中，实时采集所述各分系统的电气量，并根据采集的电气量，实时计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值N1、N2、……、NB；
根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，实时计算所述各分系统的动态运行指标评价结果D1、D2、……、DR，其中，
第j个分系统的动态运行指标评价结果为Nkj为第j个分系统的第k项动态运行指标的数值，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，B；
所述根据所述各分系统的静态评估指标评价结果、所述各分系统的动态运行指标评价结果和所述各分系统的额定容量，计算所述各分系统的综合指标评价结果，具体包括：
根据所述各分系统的静态评估指标评价结果S1、S2、……、SR、所述各分系统的动态运行指标评价结果D1、D2、……、DR和所述各分系统的额定容量Q1、Q2、……、QR，实时计算所述各分系统的综合指标评价结果W1、W2、……、WR，其中，
第j个分系统的综合指标评价结果为放电工况时，上式中±取+；充电工况时，上式中±取-，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，R；
所述根据所述各分系统的综合指标评价结果和所述总功率指令，实时计算所述各分系统的功率指令，并下发给所述各分系统执行，具体包括：
根据所述各分系统的综合指标评价结果W1、W2、……、WR和所述总功率指令Psum，实时计算所述各分系统的功率指令P1、P2、……、PR，其中，第j个分系统的功率指令计算公式为Pj＝Psum*Wj，j＝1，2，...，R；
将所述各分系统的功率指令P1、P2、……、PR下发至所述各分系统，控制所述各分系统充电或放电。
2.一种储能系统协同控制装置，其特征在于，所述装置包括参数获取模块、权重设置模块、静态评估指标评价模块、动态运行指标评价模块、综合指标评价模块和功率指令生成模块：
所述参数获取模块用于获取储能系统的总功率指令和所述储能系统中各分系统的额定容量；
所述权重设置模块用于根据预设需求指标，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项动态运行指标的权重；
所述静态评估指标评价模块用于获取所述储能系统的参数，并根据所述参数确定所述各分系统的各项静态评估指标的数值，根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果；
所述动态运行指标评价模块用于实时获取所述各分系统运行过程中的电气量，并根据所述电气量计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值，根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，计算所述各分系统的动态运行指标评价结果；
所述综合指标评价模块用于根据所述各分系统的静态评估指标评价结果、所述各分系统的动态运行指标评价结果和所述各分系统的额定容量，计算所述各分系统的综合指标评价结果；
所述功率指令生成模块用于根据所述各分系统的综合指标评价结果和所述总功率指令，实时计算所述各分系统的功率指令，并下发给所述各分系统执行；
所述参数获取模块用于具体包括：
获取所述储能系统的总功率指令Psum，其中，Psum为正时，所述储能系统为放电工况；Psum为负时，所述储能系统为充电工况；
获取所述各分系统的额定容量Q1、Q2、……、QR，其中，R为所述储能系统的分系统的数量，其中，R>0；
所述权重设置模块具体用于：
获取所述储能系统的参数和业主需求信息，设置所述各分系统的各项静态评估指标的权重为KM1、KM2、……、KMA，其中，M表示静态评估指标，包括电池购置成本、运行维护成本、电池充放电效率、材料体系安全性、电池新旧程度和分系统安全措施等级；A表示静态评估指标的数量，A>0；
设置所述各分系统的各项动态运行指标的权重为KN1、KN2、……、KNB，其中，N表示动态运行指标，包括电池电压、电池荷电状态SOC和电池健康状态SOH；B表示动态运行指标的数量，B>0；
所述静态评估指标评价模块具体用于：
获取所述储能系统的参数，并根据所述参数对所述各分系统的各项静态评估指标进行评分，得到所述各分系统的各项静态评估指标的数值M1、M2、……、MA；
根据所述各分系统的各项静态评估指标的权重和各项静态评估指标的数值，计算所述各分系统的静态评估指标评价结果S1、S2、……、SR，其中，
第j个分系统的静态评估指标评价结果为Mkj为第j个分系统在第k项静态评估指标上的评分，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，A；
所述动态运行指标评价模块具体用于：
在所述储能系统运行过程中，实时采集所述各分系统的电气量，并根据采集的电气量，实时计算所述各分系统的各项动态运行指标的数值N1、N2、……、NB；
根据所述各分系统的各项动态运行指标的权重和各项动态运行指标的数值，实时计算所述各分系统的动态运行指标评价结果D1、D2、……、DR，其中，
第j个分系统的动态运行指标评价结果为Nkj为第j个分系统的第k项动态运行指标的数值，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，B；
所述综合指标评价模块具体用于：
根据所述各分系统的静态评估指标评价结果S1、S2、……、SR、所述各分系统的动态运行指标评价结果D1、D2、……、DR和所述各分系统的额定容量Q1、Q2、……、QR，实时计算所述各分系统的综合指标评价结果W1、W2、……、WR，其中，
第j个分系统的综合指标评价结果为放电工况时，上式中±取+；充电工况时，上式中±取-，j＝1，2，...，R；k＝1，2，...，R；
所述功率指令生成模块具体用于：
根据所述各分系统的综合指标评价结果W1、W2、……、WR和所述总功率指令Psum，实时计算所述各分系统的功率指令P1、P2、……、PR，其中，第j个分系统的功率指令计算公式为Pj＝Psum*Wj，j＝1，2，...，R；
将所述各分系统的功率指令P1、P2、……、PR下发至所述各分系统，控制所述各分系统充电或放电。
3.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述的一种储能系统协同控制方法。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1所述的一种储能系统协同控制方法。
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