CN114552617A - 一种用户侧储能系统的充电方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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CN114552617A CN202210385768.XA CN202210385768A CN114552617A CN 114552617 A CN114552617 A CN 114552617A CN 202210385768 A CN202210385768 A CN 202210385768A CN 114552617 A CN114552617 A CN 114552617A
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窦子睿
钟国彬
易斌
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Abstract

本申请公开了一种用户侧储能系统的充电方法、装置、设备及存储介质，方法包括：采集目标用户侧的当前电流、当前电压、电池SOC和当前时段；根据当前时段判断用电是否为低谷时段，或者，判断电池SOC是否小于第一阈值，或者，判断电池SOC是否小于第二阈值且为用电平段，若是，则基于当前电流和当前电压分别计算低谷充电功率和非低谷充电功率，第一阈值小于第二阈值；根据低谷充电功率和非低谷充电功率对目标用户侧的储能系统进行充电。本申请解决了现有储能系统充电过程和充电功率设置太过单一，不具有针对性，导致充电机制可靠性较低的技术问题。

Description

一种用户侧储能系统的充电方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及电网储能系统技术领域，尤其涉及一种用户侧储能系统的充电方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
目前，削峰填谷是目前微电网内储能装置的主要运行方式。削峰填谷是指储能装置在用电低谷期充电，在用电高峰期放电给用户使用，在缓解高峰期电网供电压力的同时，提高低谷期电网利用率。
现有的用户侧储能系统充电放电策略都是按时段充电，储能系统的充电功率也是人为设定，用电低谷时启动储能充电；用电高峰时启动储能放电；但是在用电平段时，有的用户设置为充电模式，有的设置为放电模式，这就会导致一些问题。其一，储能系统预存的电量难以满足削峰所消耗的电能；其二，单一的充电功率针对不同的情况存在较大差异，容易导致用户变压器过载，即缺乏针对性。
发明内容
本申请提供了一种用户侧储能系统的充电方法、装置、设备及存储介质，用于解决现有储能系统充电过程和充电功率设置太过单一，不具有针对性，导致充电机制可靠性较低的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种用户侧储能系统的充电方法，包括：
采集目标用户侧的当前电流、当前电压、电池SOC和当前时段；
根据所述当前时段判断用电是否为低谷时段，或者，判断所述电池SOC是否小于第一阈值，或者，判断所述电池SOC是否小于第二阈值且为用电平段，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压分别计算低谷充电功率和非低谷充电功率，所述第一阈值小于第二阈值；
根据所述低谷充电功率和所述非低谷充电功率对所述目标用户侧的储能系统进行充电。
可选的，所述根据所述当前时段判断用电是否为低谷时段，或者，判断所述电池SOC是否小于第一阈值，或者，判断所述电池SOC是否小于第二阈值且为用电平段，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压分别计算低谷充电功率和非低谷充电功率，之前还包括：
计算所述目标用户侧的变压器的实时用电负载；
根据所述实时用电负载的大小判断所述变压器是否超载，若是，则进行削峰放电操作。
可选的，所述计算所述目标用户侧的变压器的实时用电负载，包括：
基于预置负载计算公式计算所述目标用户侧的变压器的实时用电负载，所述预置负载计算公式为：
Figure BDA0003594930850000021
其中，Itran(t)为所述实时用电负载的电流表达，Imeter(t)为所述当前电流，Ppcs(t)为储能变流器的当前有功功率，Upcs(t)为所述当前电压。
可选的，所述根据所述当前时段判断用电是否为低谷时段，或者，判断所述电池SOC是否小于第一阈值，或者，判断所述电池SOC是否小于第二阈值且为用电平段，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压分别计算低谷充电功率和非低谷充电功率，包括：
根据所述当前时段和预置用电时段表进行用电时段分析，若判断用电为低谷时段，则基于所述当前电流和所述当前电压计算低谷充电功率；
若判断用电为非低谷时段，则判断所述电池SOC是否小于第一阈值，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压计算非低谷充电功率，若否，则判断所述电池SOC是否小于第二阈值，且为用电平段，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压计算所述非低谷充电功率。
本申请第二方面提供了一种用户侧储能系统的充电装置，包括：
数据采集模块，用于采集目标用户侧的当前电流、当前电压、电池SOC和当前时段；
条件判断模块，用于根据所述当前时段判断用电是否为低谷时段，或者，判断所述电池SOC是否小于第一阈值，或者，判断所述电池SOC是否小于第二阈值且为用电平段，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压分别计算低谷充电功率和非低谷充电功率，所述第一阈值小于第二阈值；
储能充电模块，用于根据所述低谷充电功率和所述非低谷充电功率对所述目标用户侧的储能系统进行充电。
可选的，还包括：
负载计算模块，用于计算所述目标用户侧的变压器的实时用电负载；
削峰放电模块，用于根据所述实时用电负载的大小判断所述变压器是否超载，若是，则进行削峰放电操作。
可选的，所述负载计算模块，具体用于：
基于预置负载计算公式计算所述目标用户侧的变压器的实时用电负载，所述预置负载计算公式为：
Figure BDA0003594930850000031
其中，Itran(t)为所述实时用电负载的电流表达，Imeter(t)为所述当前电流，Ppcs(t)为储能变流器的当前有功功率，Upcs(t)为所述当前电压。
可选的，所述条件判断模块，具体用于：
根据所述当前时段和预置用电时段表进行用电时段分析，若判断用电为低谷时段，则基于所述当前电流和所述当前电压计算低谷充电功率；
若判断用电为非低谷时段，则判断所述电池SOC是否小于第一阈值，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压计算非低谷充电功率，若否，则判断所述电池SOC是否小于第二阈值，且为用电平段，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压计算所述非低谷充电功率。
本申请第三方面提供了一种用户侧储能系统的充电设备，所述设备包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的用户侧储能系统的充电方法。
本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面所述的用户侧储能系统的充电方法。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请中，提供了一种用户侧储能系统的充电方法，包括：采集目标用户侧的当前电流、当前电压、电池SOC和当前时段；根据当前时段判断用电是否为低谷时段，或者，判断电池SOC是否小于第一阈值，或者，判断电池SOC是否小于第二阈值且为用电平段，若是，则基于当前电流和当前电压分别计算低谷充电功率和非低谷充电功率，第一阈值小于第二阈值；根据低谷充电功率和非低谷充电功率对目标用户侧的储能系统进行充电。
本申请提供的用户侧储能系统的充电方法，提供了自适应判断机制，不仅对用电时段进行判断分析，还对电池SOC进行梯级阈值判断分析，针对不同的情况计算不同的充电功率，最后根据自适应的充电功率进行针对性的储能系统充电操作，及时满足电池储电量可以保障削峰时段充足的放电能量。因此，本申请能够解决现有储能系统充电过程和充电功率设置太过单一，不具有针对性，导致充电机制可靠性较低的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种用户侧储能系统的充电方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种用户侧储能系统的充电装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的用户侧储能系统硬件结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅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，本领域普通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。
为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种用户侧储能系统的充电方法的实施例，包括：
步骤101、采集目标用户侧的当前电流、当前电压、电池SOC和当前时段。
如图3所示，用户侧储能系统通常包含储能进线断路器、储能变流器、储能电池等主要设备。在用户侧储能系统运行过程中，储能系统担负着削峰放电和填谷充电的作用，特别当用户变压器出现过载的情况下，储能削峰的作用更加重要。然而，储能削峰的前提是储能必须要有足够的可充电量，所以，削峰的关键是储能补电，即在任何时候必须保证储能有足够的电量，以供削峰时用于放电。所谓削峰，就是当用户用电量超出变压器的额定容量或超过用户“需量”时，储能系统放电，减少经过用户变压器的电网传输的供电。所谓补电(或填谷)是在系统用电低谷时段或电池系统电量偏低的情况下，储能启动充电过程。
当前电流和当前电压分别为变压器低压侧的线电流值和交流侧线电压值；可以直接获取得到，用于后续的计算分析过程中；电池SOC即为电池荷电状态，代表电池剩余可用电量占总容量的百分比，是电池管理系统中最为重要状态之一；当前时段即为目标研究的时间范围，具体的可以根据实际需求进行设定。
步骤102、根据当前时段判断用电是否为低谷时段，或者，判断电池SOC是否小于第一阈值，或者，判断电池SOC是否小于第二阈值且为用电平段，若是，则基于当前电流和当前电压分别计算低谷充电功率和非低谷充电功率，第一阈值小于第二阈值。
进一步地，步骤102，包括：
根据当前时段和预置用电时段表进行用电时段分析，若判断用电为低谷时段，则基于当前电流和当前电压计算低谷充电功率；
若判断用电为非低谷时段，则判断电池SOC是否小于第一阈值，若是，则基于当前电流和当前电压计算非低谷充电功率，若否，则判断电池SOC是否小于第二阈值，且为用电平段，若是，则基于当前电流和当前电压计算非低谷充电功率。
低谷时段的判定是依据预置用电时段表对比分析的，若当前时段为低谷时段即可为储能系统充电填谷，若是高峰时段则可以放点削峰；预置用电时段表可以根据每个地方的用电情况提前制定，在此不作赘述。
若不是用电低谷时段，还可以细分为用电高峰时段和用电平段，用电高峰时段无法充电，但是用电平段还可以根据实际情况详细分析，找到可以充电的时段。所以在非用电低谷时段中，若电池SOC小于第一阈值；或者电池SOC小于第二阈值且为用电平段，则仍然可以充电，即进行充电功率计算。储能系统处于不同的用电状态，可以计算不同的充电功率以适应实际的充电需求，主要包括低谷时段的低谷充电功率和非低谷时段的非低谷充电功率。
非低谷充电功率的计算过程为：
Figure BDA0003594930850000061
其中，
Figure BDA0003594930850000062
为t+1时刻的非低谷充电功率(KW)，或者称为储能有功指令，Itran(t)为实时用电负载的电流表达，Imeter(t)为当前电流，Upcs(t)为当前电压。另外，采用1-2s的运算周期进行循环计算，可以有效防止因为测量滞后导致的系统充电振荡现象的发生。
低谷充电功率的计算过程为：
Figure BDA0003594930850000063
Figure BDA0003594930850000064
Figure BDA0003594930850000065
其中，
Figure BDA0003594930850000066
分别为t+1时刻储能系统的两个充电指令中间值和低谷时段储能系统的低谷充电功率，SOCstar为储能系统开始充电的初始SOC值，Numi为低谷时段的小时数量，WN为储能系统的额定能量，PN为储能系统的额定功率，ksoc为大于1的系数，通常取值为1.1-1.5，该系数主要考虑到储能在高荷电状态充电时，会产生限功率运行，为了保证储能电池能在规定时间充满，需放大储能的平均充电功率指令。
进一步地，步骤102，之前还包括：
计算目标用户侧的变压器的实时用电负载；
根据实时用电负载的大小判断变压器是否超载，若是，则进行削峰放电操作。
进一步地，计算目标用户侧的变压器的实时用电负载，包括：
基于预置负载计算公式计算目标用户侧的变压器的实时用电负载，预置负载计算公式为：
Figure BDA0003594930850000071
其中，Itran(t)为实时用电负载的电流表达，Imeter(t)为当前电流，Ppcs(t)为储能变流器的当前有功功率，Upcs(t)为当前电压。可以理解的是，其中t为时刻；Ppcs(t)若为正数值，则表示放电，若为负数值，则表示充电；当Itran(t)大于额定电流
Figure BDA0003594930850000072
时，则表明负载已经超限，储能系统应处于削峰放电模式。
若是用户侧的变压器被判定为过载，那么储能系统就需要进行削峰放电，若未过载，则可以按照上述给出的判断机制进行详细的判断与计算，得到具有针对性的充电功率。
步骤103、根据低谷充电功率和非低谷充电功率对目标用户侧的储能系统进行充电。
在不同的系统状态下采用不同的充电功率进行充电操作，能够为储能系统提供更加智能化的自适应补电，能确保储能系统的削峰放电的稳定性和可靠性。
本申请实施例提供的用户侧储能系统的充电方法，提供了自适应判断机制，不仅对用电时段进行判断分析，还对电池SOC进行梯级阈值判断分析，针对不同的情况计算不同的充电功率，最后根据自适应的充电功率进行针对性的储能系统充电操作，及时满足电池储电量可以保障削峰时段充足的放电能量。因此，本申请实施例能够解决现有储能系统充电过程和充电功率设置太过单一，不具有针对性，导致充电机制可靠性较低的技术问题。
为了便于理解，请参阅图2，本申请提供了一种用户侧储能系统的充电装置的实施例，包括：
数据采集模块201，用于采集目标用户侧的当前电流、当前电压、电池SOC和当前时段；
条件判断模块202，用于根据当前时段判断用电是否为低谷时段，或者，判断电池SOC是否小于第一阈值，或者，判断电池SOC是否小于第二阈值且为用电平段，若是，则基于当前电流和当前电压分别计算低谷充电功率和非低谷充电功率，第一阈值小于第二阈值；
储能充电模块203，用于根据低谷充电功率和非低谷充电功率对目标用户侧的储能系统进行充电。
进一步地，还包括：
负载计算模块204，用于计算目标用户侧的变压器的实时用电负载；
削峰放电模块205，用于根据实时用电负载的大小判断变压器是否超载，若是，则进行削峰放电操作。
进一步地，负载计算模块204，具体用于：
基于预置负载计算公式计算目标用户侧的变压器的实时用电负载，预置负载计算公式为：
Figure BDA0003594930850000081
其中，Itran(t)为实时用电负载的电流表达，Imeter(t)为当前电流，Ppcs(t)为储能变流器的当前有功功率，Upcs(t)为当前电压。
进一步地，条件判断模块202，具体用于：
根据当前时段和预置用电时段表进行用电时段分析，若判断用电为低谷时段，则基于当前电流和当前电压计算低谷充电功率；
若判断用电为非低谷时段，则判断电池SOC是否小于第一阈值，若是，则基于当前电流和当前电压计算非低谷充电功率，若否，则判断电池SOC是否小于第二阈值，且为用电平段，若是，则基于当前电流和当前电压计算非低谷充电功率。
本申请还提供了一种用户侧储能系统的充电设备，设备包括处理器以及存储器；
存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
处理器用于根据程序代码中的指令执行上述方法实施例中的用户侧储能系统的充电方法。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行上述方法实施例中的用户侧储能系统的充电方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：RandomAccess Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用户侧储能系统的充电方法，其特征在于，包括：
采集目标用户侧的当前电流、当前电压、电池SOC和当前时段；
根据所述当前时段判断用电是否为低谷时段，或者，判断所述电池SOC是否小于第一阈值，或者，判断所述电池SOC是否小于第二阈值且为用电平段，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压分别计算低谷充电功率和非低谷充电功率，所述第一阈值小于第二阈值；
根据所述低谷充电功率和所述非低谷充电功率对所述目标用户侧的储能系统进行充电。
2.根据权利要求1所述的用户侧储能系统的充电方法，其特征在于，所述根据所述当前时段判断用电是否为低谷时段，或者，判断所述电池SOC是否小于第一阈值，或者，判断所述电池SOC是否小于第二阈值且为用电平段，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压分别计算低谷充电功率和非低谷充电功率，之前还包括：
计算所述目标用户侧的变压器的实时用电负载；
根据所述实时用电负载的大小判断所述变压器是否超载，若是，则进行削峰放电操作。
3.根据权利要求2所述的用户侧储能系统的充电方法，其特征在于，所述计算所述目标用户侧的变压器的实时用电负载，包括：
基于预置负载计算公式计算所述目标用户侧的变压器的实时用电负载，所述预置负载计算公式为：
Figure FDA0003594930840000011
其中，Itran(t)为所述实时用电负载的电流表达，Imeter(t)为所述当前电流，Ppcs(t)为储能变流器的当前有功功率，Upcs(t)为所述当前电压。
4.根据权利要求1所述的用户侧储能系统的充电方法，其特征在于，所述根据所述当前时段判断用电是否为低谷时段，或者，判断所述电池SOC是否小于第一阈值，或者，判断所述电池SOC是否小于第二阈值且为用电平段，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压分别计算低谷充电功率和非低谷充电功率，包括：
根据所述当前时段和预置用电时段表进行用电时段分析，若判断用电为低谷时段，则基于所述当前电流和所述当前电压计算低谷充电功率；
若判断用电为非低谷时段，则判断所述电池SOC是否小于第一阈值，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压计算非低谷充电功率，若否，则判断所述电池SOC是否小于第二阈值，且为用电平段，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压计算所述非低谷充电功率。
5.一种用户侧储能系统的充电装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于采集目标用户侧的当前电流、当前电压、电池SOC和当前时段；
条件判断模块，用于根据所述当前时段判断用电是否为低谷时段，或者，判断所述电池SOC是否小于第一阈值，或者，判断所述电池SOC是否小于第二阈值且为用电平段，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压分别计算低谷充电功率和非低谷充电功率，所述第一阈值小于第二阈值；
储能充电模块，用于根据所述低谷充电功率和所述非低谷充电功率对所述目标用户侧的储能系统进行充电。
6.根据权利要求5所述的用户侧储能系统的充电装置，其特征在于，还包括：
负载计算模块，用于计算所述目标用户侧的变压器的实时用电负载；
削峰放电模块，用于根据所述实时用电负载的大小判断所述变压器是否超载，若是，则进行削峰放电操作。
7.根据权利要求6所述的用户侧储能系统的充电装置，其特征在于，所述负载计算模块，具体用于：
基于预置负载计算公式计算所述目标用户侧的变压器的实时用电负载，所述预置负载计算公式为：
Figure FDA0003594930840000021
其中，Itran(t)为所述实时用电负载的电流表达，Imeter(t)为所述当前电流，Ppcs(t)为储能变流器的当前有功功率，Upcs(t)为所述当前电压。
8.根据权利要求5所述的用户侧储能系统的充电装置，其特征在于，所述条件判断模块，具体用于：
根据所述当前时段和预置用电时段表进行用电时段分析，若判断用电为低谷时段，则基于所述当前电流和所述当前电压计算低谷充电功率；
若判断用电为非低谷时段，则判断所述电池SOC是否小于第一阈值，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压计算非低谷充电功率，若否，则判断所述电池SOC是否小于第二阈值，且为用电平段，若是，则基于所述当前电流和所述当前电压计算所述非低谷充电功率。
9.一种用户侧储能系统的充电设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-4任一项所述的用户侧储能系统的充电方法。
10.一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用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-4任一项所述的用户侧储能系统的充电方法。
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