CN114362228A - 一种光储电站轮值优化控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光储电站轮值优化控制方法及装置,方法包括:根据光伏发电功率以及负荷用电功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值;根据光储电站需要消纳的功率最大值和电池单元额定功率,确定需要配置的电池单元总数量;将电池单元的运行状态划分为额定功率运行、波动功率运行和停机三种;采用轮值方式确定各时段内各个电池单元的运行状态。实现将电池单元的运行状态划分为额定功率运行、波动功率运行和停机三种,通过优化储能电站锂电池的工作状态,使各电池单元轮流运行于三种状态之间,从而达到电池单元工作时间均衡的目的,有效地延长了锂电池的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于光伏储能技术领域,尤其涉及一种光储电站轮值优化控制方法及装置。
背景技术
以风力、光伏为代表的新能源发电快速增长,风光的不稳定性、间歇性、反调峰等特性将对电力系统的安全稳定运行和经济性产生影响。储能是提升电力系统灵活性,提升风光资源利用效率,增强供电系统安全可靠性的重要基础设施。而锂电池作为储能系统的关键元器件,其循环寿命决定了建设成本,是制约其在储能领域大规模应用的关键因素。
目前现有的储能系统优化控制策略研究通常是从系统整体维度进行研究,未涉及各个储能电站之间的协调控制。工程中也往往采用简单的控制策略,即先将储能电站编号,然后仅按照编号顺序对储能电站进行投切,以实现消纳风光发电功率,这样会造成编号靠前的部分电站过于频繁启动运行或运行时间过长,而编号靠后的其他电站会长期处于停机状态。因此,由于过度的投切或连续工作于波动性功率条件下,均会导致储能电站锂电池的使用寿命大大缩短。
发明内容
本发明提供一种光储电站轮值优化控制方法及装置,用于解决储能电站锂电池的使用寿命大大缩短的技术问题。
第一方面,本发明提供一种光储电站轮值优化控制方法,包括:步骤1:根据光伏发电功率以及负荷用电功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值;步骤2:根据光储电站需要消纳的功率最大值和电池单元额定功率,确定需要配置的电池单元总数量;步骤3:采用轮值方式确定各时段内各个电池单元的运行状态,所述运行状态包括额定功率运行、波动功率运行和停机,其中,确定各时段内各个电池单元的运行状态具体为:步骤3.1:设光储电站共有n个电池单元,将n个电池单元依次排序,确定轮换周期,每到达一轮换周期时,调整电池单元的排列顺序进行轮值;步骤3.2:比较需要配置的电池单元总数量k与n个电池单元的大小关系,若k≥n,则执行步骤3.3,若n-1≤k<n,则执行步骤3.4,若k<n-1,则执行步骤3.5;步骤3.3:n个电池单元均配置为工作于额定功率运行状态,光储电站整体工作于满功率运行状态,此时不需要设置轮值策略;步骤3.4:n-1个电池单元配置为工作于额定功率运行状态,只有1个电池单元配置为工作于波动功率运行状态,每当运行于波动功率状态下的电池单元运行时长达到轮换周期时,将上一轮轮换周期中位于首位的某一电池单元移动至末位;步骤3.5:配置为工作于额定功率运行状态的电池单元数小于n-1,1个电池单元配置为工作于波动功率运行状态,其余电池单元配置为处于停机状态,当电池单元的运行时长达到轮换周期时,将上一轮轮换周期中位于首位的某一电池单元移动至末位。
第二方面,本发明提供一种光储电站轮值优化控制装置,包括:第一确定模块,用于根据光伏发电功率以及负荷用电功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值;第二确定模块,用于根据光储电站需要消纳的功率最大值和电池单元额定功率,确定需要配置的电池单元总数量;轮值模块,用于采用轮值方式确定各时段内各个电池单元的运行状态,所述运行状态包括额定功率运行、波动功率运行和停机,其中,轮值模块包括:排序单元,用于设光储电站共有n个电池单元,将n个电池单元依次排序,确定轮换周期,每到达一轮换周期时,调整电池单元的排列顺序进行轮值;比较单元,用于比较需要配置的电池单元总数量k与n个电池单元的大小关系;第一轮值单元,用于若k≥n,则n个电池单元均配置为工作于额定功率运行状态,光储电站整体工作于满功率运行状态,此时不需要设置轮值策略;第二轮值单元,用于若n-1≤k<n,则n-1个电池单元配置为工作于额定功率运行状态,只有1个电池单元配置为工作于波动功率运行状态,每当运行于波动功率状态下的电池单元运行时长达到轮换周期时,将上一轮轮换周期中位于首位的某一电池单元移动至末位;第三轮值单元,用于若k<n-1,则配置为工作于额定功率运行状态的电池单元数小于n-1,1个电池单元配置为工作于波动功率运行状态,其余电池单元配置为处于停机状态,当电池单元的运行时长达到轮换周期时,将上一轮轮换周期中位于首位的某一电池单元移动至末位。
第三方面,提供一种电子设备,其包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的光储电站轮值优化控制方法的步骤。
第四方面,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序指令被处理器执行时,使所述处理器执行本发明任一实施例的光储电站轮值优化控制方法的步骤。
本申请的光储电站轮值优化控制方法及装置,将电池单元的运行状态划分为额定功率运行、波动功率运行和停机三种,通过优化储能电站锂电池的工作状态,使各电池单元轮流运行于三种状态之间,实现了电池单元工作时间的均衡,有效地延长了锂电池的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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为本发明一实施例提供的一种光储电站轮值优化控制方法的流程图;
图2为本发明一实施例提供的确定最大消纳功率的流程图;
图3为本发明一实施例提供的采用轮值方式的流程图;
图4为本发明一实施例提供的一种光储电站轮值优化控制装置的结构框图;
图5是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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。
请参阅图1,其示出了本申请的一种光储电站轮值优化控制方法的流程图。
如图1所示,光储电站轮值优化控制方法具体包括以下步骤:
步骤1:根据光伏发电功率以及负荷用电功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值。
在本实施例中,图2示出了确定最大消纳功率的流程,具体如下:步骤1.1:获取当日内各时间段的光伏发电功率、负荷用电功率以及光储电站的当前荷电状态,采样时间为1小时,其中分别表示当日1~24小时的光伏发电功率,分别表示当日1~24小时的负荷用电功率,分别表示当日1~24小时的光储电站荷电状态;步骤1.2:判断各时间段光储电站当前的荷电状态是否大于或等于最小荷电状态,,若是则执行步骤1.3;步骤1.3:计算各时间段光伏发电功率与负荷用电功率的差值,分别得到各时间段光储电站所需的消纳功率;步骤1.4:比较得到的各时间段所需的消纳功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值。
步骤2:根据光储电站需要消纳的功率最大值和电池单元额定功率,确定需要配置的电池单元总数量。
步骤3:采用轮值方式确定各时段内各个电池单元的运行状态,所述运行状态包括额定功率运行、波动功率运行和停机。
在本实施例中,图3示出了轮值方式的流程,确定各时段内各个电池单元的运行状态具体为:步骤3.1:设光储电站共有n个电池单元,将n个电池单元依次排序,确定轮换周期,每到达一轮换周期时,调整电池单元的排列顺序进行轮值;步骤3.2:比较需要配置的电池单元总数量k与n个电池单元的大小关系,其中,若k≥n,则执行步骤3.3,若n-1≤k<n,则执行步骤3.4,若k<n-1,则执行步骤3.5;步骤3.3:n个电池单元均配置为工作于额定功率运行状态,光储电站整体工作于满功率运行状态,此时不需要设置轮值策略;步骤3.4:n-1个电池单元配置为工作于额定功率运行状态,只有1个电池单元配置为工作于波动功率运行状态,按照当前电池单元的排列顺序依次配置前n-1个电池单元运行于额定功率运行状态,第n个电池单元运行于波动功率运行状态,且第n个电池单元的波动功率为,每当运行于波动功率状态下的电池单元运行时长达到轮换周期时,将上一轮轮换周期中位于首位的某一电池单元移动至末位;步骤3.5:配置为工作于额定功率运行状态的电池单元数小于n-1,1个电池单元配置为工作于波动功率运行状态,其余电池单元配置为处于停机状态,按照当前电池单元的排列顺序依次配置前m个电池单元运行于额定功率运行状态,第m+1个电池单元运行于波动功率运行状态,且第m+1个电池单元的波动功率为,剩余k-m-1个电池单元处于停机状态,当电池单元的运行时长达到轮换周期时,将上一轮轮换周期中位于首位的某一电池单元移动至末位。
综上,本申请的方法,首先,根据光伏发电功率以及负荷用电功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值;然后,根据光储电站需要消纳的功率最大值和电池单元额定功率,确定需要配置的电池单元总数量;接着,将电池单元的运行状态划分为额定功率运行、波动功率运行和停机三种;最后,采用轮值方式确定各时段内各个电池单元的运行状态。实现将电池单元的运行状态划分为额定功率运行、波动功率运行和停机三种,通过优化储能电站锂电池的工作状态,使各电池单元轮流运行于三种状态之间,从而达到电池单元工作时间均衡的目的,有效地延长了锂电池的使用寿命。
请参阅图4,其示出了本申请的一种光储电站轮值优化控制装置的结构框图。
如图4所示,光储电站轮值优化控制装置200,包括第一确定模块210、第二确定模块220以及轮值模块230。
其中,第一确定模块210,用于根据光伏发电功率以及负荷用电功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值;
第二确定模块220,用于根据光储电站需要消纳的功率最大值和电池单元额定功率,确定需要配置的电池单元总数量;
轮值模块230,用于采用轮值方式确定各时段内各个电池单元的运行状态,所述运行状态包括额定功率运行、波动功率运行和停机,其中,轮值模块包括:排序单元,用于设光储电站共有n个电池单元,将n个电池单元依次排序,确定轮换周期,每到达一轮换周期时,调整电池单元的排列顺序进行轮值;比较单元,用于比较需要配置的电池单元总数量k与n个电池单元的大小关系;第一轮值单元,用于若k≥n,则n个电池单元均配置为工作于额定功率运行状态,光储电站整体工作于满功率运行状态,此时不需要设置轮值策略;第二轮值单元,用于若n-1≤k<n,则n-1个电池单元配置为工作于额定功率运行状态,只有1个电池单元配置为工作于波动功率运行状态,每当运行于波动功率状态下的电池单元运行时长达到轮换周期时,将上一轮轮换周期中位于首位的某一电池单元移动至末位;第三轮值单元,用于若k<n-1,则配置为工作于额定功率运行状态的电池单元数小于n-1,1个电池单元配置为工作于波动功率运行状态,其余电池单元配置为处于停机状态,当电池单元的运行时长达到轮换周期时,将上一轮轮换周期中位于首位的某一电池单元移动至末位。
应当理解,图4中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此,上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图4中的诸模块,在此不再赘述。
在另一些实施例中,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序指令被处理器执行时,使所述处理器执行上述任意方法实施例中的光储电站轮值优化控制方法;
作为一种实施方式,本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令设置为:
根据光伏发电功率以及负荷用电功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值;
根据光储电站需要消纳的功率最大值和电池单元额定功率,确定需要配置的电池单元总数量;
采用轮值方式确定各时段内各个电池单元的运行状态,所述运行状态包括额定功率运行、波动功率运行和停机。
计算机可读存储介质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光储电站轮值优化控制装置的使用所创建的数据等。此外,计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器,还可以包括存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至光储电站轮值优化控制装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
图5是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图,如图5所示,该设备包括:一个处理器310以及存储器320。电子设备还可以包括:输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接,图5中以通过总线连接为例。存储器320为上述的计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块,从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例光储电站轮值优化控制方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息,以及产生与光储电站轮值优化控制装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明实施例所提供的方法。
作为一种实施方式,上述电子设备应用于光储电站轮值优化控制装置中,用于客户端,包括:至少一个处理器;以及,与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令,指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器能够:
根据光伏发电功率以及负荷用电功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值;
根据光储电站需要消纳的功率最大值和电池单元额定功率,确定需要配置的电池单元总数量;
采用轮值方式确定各时段内各个电池单元的运行状态,所述运行状态包括额定功率运行、波动功率运行和停机。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种光储电站轮值优化控制方法,其特征在于,包括:
步骤1:根据光伏发电功率以及负荷用电功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值;
步骤2:根据光储电站需要消纳的功率最大值和电池单元额定功率,确定需要配置的电池单元总数量;
步骤3:采用轮值方式确定各时段内各个电池单元的运行状态,所述运行状态包括额定功率运行、波动功率运行和停机,其中,确定各时段内各个电池单元的运行状态具体为:
步骤3.1:设光储电站共有n个电池单元,将n个电池单元依次排序,确定轮换周期,每到达一轮换周期时,调整电池单元的排列顺序进行轮值;
步骤3.2:比较需要配置的电池单元总数量k与n个电池单元的大小关系,若k≥n,则执行步骤3.3,若n-1≤k<n,则执行步骤3.4,若k<n-1,则执行步骤3.5;
步骤3.3:n个电池单元均配置为工作于额定功率运行状态,光储电站整体工作于满功率运行状态,此时不需要设置轮值策略;
步骤3.4:n-1个电池单元配置为工作于额定功率运行状态,只有1个电池单元配置为工作于波动功率运行状态,每当运行于波动功率状态下的电池单元运行时长达到轮换周期时,将上一轮轮换周期中位于首位的某一电池单元移动至末位;
步骤3.5:配置为工作于额定功率运行状态的电池单元数小于n-1,1个电池单元配置为工作于波动功率运行状态,其余电池单元配置为处于停机状态,当电池单元的运行时长达到轮换周期时,将上一轮轮换周期中位于首位的某一电池单元移动至末位。
2.根据权利要求1所述的一种光储电站轮值优化控制方法,其特征在于,在步骤1中,所述根据光伏发电功率以及负荷用电功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值,包括:
步骤1.1:获取当日内各时间段的光伏发电功率、负荷用电功率以及光储电站的当前荷电状态,采样时间为1小时;
步骤1.2:判断各时间段光储电站当前的荷电状态是否大于或等于最小荷电状态,若是则执行步骤1.3;
步骤1.3:计算各时间段光伏发电功率与负荷用电功率的差值,分别得到各时间段光储电站所需的消纳功率;
步骤1.4:比较得到的各时间段所需的消纳功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值。
4.一种光储电站轮值优化控制装置,其特征在于,包括:
第一确定模块,用于根据光伏发电功率以及负荷用电功率,确定光储电站需要消纳的功率最大值;
第二确定模块,用于根据光储电站需要消纳的功率最大值和电池单元额定功率,确定需要配置的电池单元总数量;
轮值模块,用于采用轮值方式确定各时段内各个电池单元的运行状态,所述运行状态包括额定功率运行、波动功率运行和停机,其中,轮值模块包括:
排序单元,用于设光储电站共有n个电池单元,将n个电池单元依次排序,确定轮换周期,每到达一轮换周期时,调整电池单元的排列顺序进行轮值;
比较单元,用于比较需要配置的电池单元总数量k与n个电池单元的大小关系;
第一轮值单元,用于若k≥n,则n个电池单元均配置为工作于额定功率运行状态,光储电站整体工作于满功率运行状态,此时不需要设置轮值策略;
第二轮值单元,用于若n-1≤k<n,则n-1个电池单元配置为工作于额定功率运行状态,只有1个电池单元配置为工作于波动功率运行状态,每当运行于波动功率状态下的电池单元运行时长达到轮换周期时,将上一轮轮换周期中位于首位的某一电池单元移动至末位;
第三轮值单元,用于若k<n-1,则配置为工作于额定功率运行状态的电池单元数小于n-1,1个电池单元配置为工作于波动功率运行状态,其余电池单元配置为处于停机状态,当电池单元的运行时长达到轮换周期时,将上一轮轮换周期中位于首位的某一电池单元移动至末位。
5.一种电子设备,其特征在于,包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至3任一项所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现权利要求1至3任一项所述的方法。
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