CN115986795A - 一种动态功率限制的储能功率调节方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种动态功率限制的储能功率调节方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN115986795A CN202310078622.5A CN202310078622A CN115986795A CN 115986795 A CN115986795 A CN 115986795A CN 202310078622 A CN202310078622 A CN 202310078622A CN 115986795 A CN115986795 A CN 115986795A
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李培宜
陈贻骜
田凯
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Abstract

本发明公开一种动态功率限制的储能功率调节方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：获取电池性能参数和待分配功率的总额；计算得到每个电池的能量参数；依据每个电池的能量参数和待分配功率的总额，计算得到每个电池的分配功率；对计算得到的每个电池的分配功率进行功率修正，得到修正后每个电池的分配功率；将由于功率修正造成的未分配功率分配给未达功率限值的电池，得到二次分配后每个电池的分配功率。本发明对不同种类的电池进行区分调节，能够延长电池的使用寿命。

Description

一种动态功率限制的储能功率调节方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及一种动态功率限制的储能功率调节方法、装置、设备及存储介质，属于新能源控制技术领域。
背景技术
新能源发电量的占比正逐年提高，由于新能源发电的间歇性和随机性，电化学储能也得到了快速发展。
目前储能电站对储能变流器的功率调节，只简单的考虑SOC，按SOC对多个储能变流器进行功率分配，简单实现SOC大的多放电、SOC小的多充电。未考虑不同储能变流器对应的电池种类不同，DOD不同，简单按SOC分配功率，会影响电池的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种动态功率限制的储能功率调节方法、装置、设备及存储介质，对不同种类的电池进行区分调节，能够延长电池的使用寿命。为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种动态功率限制的储能功率调节方法，包括：
获取电池SOC参数、DOD参数和待分配功率的总额；
基于电池SOC参数和DOD参数，计算得到每个电池的能量参数；其中，所述电池的能量参数包括SOC技术上限值、SOC技术下限值、相对SOC值、相对能量值和当前能量值；
依据每个电池的能量参数和待分配功率的总额，计算得到每个电池的分配功率；
依据电池SOC参数对计算得到的每个电池的分配功率进行功率修正，得到修正后每个电池的分配功率；
将由于功率修正造成的未分配功率分配给未达功率限值的电池，得到二次分配后每个电池的分配功率。
结合第一方面，进一步地，所述SOC技术上限值和SOC技术下限值根据DOD参数设定；
当电池SOC大于SOC技术上限值，电池不再充电；
当电池SOC小于SOC技术下限值，电池不再放电。
结合第一方面，进一步地，所述相对SOC值、相对能量值和当前能量值，通过下式计算：
Figure BDA0004066840800000021
式(1)中，AvaSoc为相对SOC值，Soc为获取到的电池SOC参数，Socdown为SOC技术下限值，Socup为SOC技术上限值；AvaEnergy为相对能量值，En为电池的额定能量；CurEnergy为当期能量值。
结合第一方面，进一步地，当有n个储能变流器，待分配功率的总额为Pfp，每个电池的分配功率为Pcl，通过下式计算：
Figure BDA0004066840800000022
式(2)中，t为约定时间，AvaSumSoc为为约定时间到达后的平均SOC，通过下式计算：
Figure BDA0004066840800000031
式(3)中，t为约定时间。
结合第一方面，进一步地，所述修正后每个电池的分配功率，为：
当获取到的电池SOC参数Soc小于SOC技术上限值Socup，充电功率修正为Pcd＝min(Pcl,Pn,Pmaxcd)，其中Pcl为每个电池的分配功率，Pn为电池的额定功率，Pmaxcd为最大充电功率；
当获取到的电池SOC参数Soc大于等于SOC技术上限值Socup，充电功率修正为Pcd＝0；
当获取到的电池SOC参数Soc大于SOC技术下限值Socdown，放电功率修正为Pfd＝min(Pcl,Pn,Pmaxfd)，其中Pmaxfd为最大放电功率；
当获取到的电池SOC参数Soc小于等于SOC技术下限值Socdown，放电功率修正为Pfd＝0。
结合第一方面，进一步地，还包括：
将二次分配后每个电池的分配功率下发给对应的储能变流器，由储能变流器控制电池进行充电放电。
第二方面，本发明提供了一种动态功率限制的储能功率调节装置，包括：
获取模块：用于获取电池SOC参数、DOD参数和待分配功率的总额；
第一计算模块：用于基于电池SOC参数和DOD参数，计算得到每个电池的能量参数；其中，所述电池的能量参数包括SOC技术上限值、SOC技术下限值、相对SOC值、相对能量值和当前能量值；
第二计算模块：用于依据每个电池的能量参数和待分配功率的总额，计算得到每个电池的分配功率；
修正模块：用于依据电池SOC参数对计算得到的每个电池的分配功率进行功率修正，得到修正后每个电池的分配功率；
二次分配模块：用于将由于功率修正造成的未分配功率分配给未达功率限值的电池，得到二次分配后每个电池的分配功率。
结合第二方面，进一步地，还包括：
功率下发模块：用于将二次分配后每个电池的分配功率下发给对应的储能变流器，由储能变流器控制电池进行充电放电。
第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面所述方法的步骤。
第四方面，本方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明实施例所提供的一种动态功率限制的储能功率调节方法、装置、设备及存储介质所达到的有益效果包括：
本发明获取电池SOC参数、DOD参数和待分配功率的总额；基于电池SOC参数和DOD参数，计算得到每个电池的能量参数；其中，所述电池的能量参数包括SOC技术上限值、SOC技术下限值、相对SOC值、相对能量值和当前能量值；依据每个电池的能量参数和待分配功率的总额，计算得到每个电池的分配功率；本发明功率调节时依据电池SOC参数和DOD参数进行分配，在满足功率输出要求，又兼顾电池的使用寿命；本发明将不同种类的电池区别对待，在实现储能电站功能的基础上，利用功率限值，达到兼顾电池的使用寿命的目的，以延长电池使用寿命；
本发明依据电池SOC参数对计算得到的每个电池的分配功率进行功率修正，得到修正后每个电池的分配功率；将由于功率修正造成的未分配功率分配给未达功率限值的电池，得到二次分配后每个电池的分配功率；本发明进行两轮修正，再将每个电池的分配功率的目标值下发；能够保证各个电池的的相对SOC值保持一致，减少了单个储能变流器或电池故障，对整个储能电站功能实现的影响。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种动态功率限制的储能功率调节方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的一种动态功率限制的储能功率调节方法中同一种类电池循环寿命和DOD关系的示意图；
图3是本发明实施例一提供的一种动态功率限制的储能功率调节方法中SOC技术上限、SOC技术下限的示意图；
图4是本发明实施例一提供的储能功率调节装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
如图1所示，一种动态功率限制的储能功率调节方法，包括：
获取电池SOC参数、DOD参数和待分配功率的总额；
基于电池SOC参数和DOD参数，计算得到每个电池的能量参数；其中，所述电池的能量参数包括SOC技术上限值、SOC技术下限值、相对SOC值、相对能量值和当前能量值；
依据每个电池的能量参数和待分配功率的总额，计算得到每个电池的分配功率；
依据电池SOC参数对计算得到的每个电池的分配功率进行功率修正，得到修正后每个电池的分配功率；
将由于功率修正造成的未分配功率分配给未达功率限值的电池，得到二次分配后每个电池的分配功率。
具体步骤如下：
步骤1：获取电池SOC参数、DOD参数和待分配功率的总额。
如图4所示，储能功率调节装置提供GOOSE与n台储能变流器实现通信，储能变流器连接电池，储能变流器用于控制电池的充电放电。还包括获取电池的额定功率Pn、电池额定能量En、最大充电功率Pmaxcd，、最大放电功率Pmaxfd。
如图2所示，DOD表示电池放电量与电池额定容量的百分比，同一种类的电池的随着放电深度加深，循环使用寿命缩短。综合考虑放电深度和循环次数，同一种类的电池都有建议DOD参数。
参照母线指向线路的方向为正方向，充电功率为正值，放电功率为负值。常见电池的最大充电功率都小于最大放电功率。
每台储能变流器、每个电池的性能参数单独整定。
步骤2：基于电池SOC参数和DOD参数，计算得到每个电池的能量参数。
电池的能量参数包括SOC技术上限值、SOC技术下限值、相对SOC值、相对能量值AvaEnergy和当前能量值CurEnergy。
如图3所示，不同种类的电池DOD参数不一样，常见铅酸电池80％，锂电池可达100％。由于电池DOD参数不同，电池的SOC技术上限和SOC技术下限就不同。
SOC技术上限值和SOC技术下限值根据DOD参数设定；当电池SOC大于SOC技术上限值，电池不再充电；当电池SOC小于SOC技术下限值，电池不再放电。
相对SOC值、相对能量值和当前能量值，通过下式计算：
Figure BDA0004066840800000071
式(1)中，AvaSoc为相对SOC值，Soc为获取到的电池SOC参数，Socdown为SOC技术下限值，Socup为SOC技术上限值；AvaEnergy为相对能量值，En为电池的额定能量；CurEnergy为当期能量值。
步骤3：依据每个电池的能量参数和待分配功率的总额，计算得到每个电池的分配功率。
由于电池的种类不同，DOD不同，为减少单个储能变流器或电池故障对整体储能变流器功率持续输出能力的影响，功率调节过程中需保证各电池的相对SOC值一致。
待分配功率的总额为Pfp，每个电池的分配功率为Pcl，通过下式计算：
Figure BDA0004066840800000072
式(2)中，t为约定时间，AvaSumSoc为为约定时间到达后的平均SOC，通过下式计算：
Figure BDA0004066840800000081
式(3)中，t为约定时间，一般取值为15min或30min或1hour。
步骤4：依据电池SOC参数对计算得到的每个电池的分配功率进行功率修正，得到修正后每个电池的分配功率。
当获取到的电池SOC参数Soc小于SOC技术上限值Socup，充电功率修正为Pcd＝min(Pcl,Pn,Pmaxcd)，其中Pcl为每个电池的分配功率，Pn为电池的额定功率，Pmaxcd为最大充电功率；
当获取到的电池SOC参数Soc大于等于SOC技术上限值Socup，充电功率修正为Pcd＝0；
当获取到的电池SOC参数Soc大于SOC技术下限值Socdown，放电功率修正为Pfd＝min(Pcl,Pn,Pmaxfd)，其中Pmaxfd为最大放电功率；
当获取到的电池SOC参数Soc小于等于SOC技术下限值Socdown，放电功率修正为Pfd＝0。
步骤5：将由于功率修正造成的未分配功率分配给未达功率限值的电池，得到二次分配后每个电池的分配功率。
步骤6：将二次分配后每个电池的分配功率下发给对应的储能变流器，由储能变流器控制电池进行充电放电。
步骤1-6为一次动态功率限制的储能功率调节，动态功率限制的储能功率调节装置周期性重复以上过程。
本实施例能够保证各个电池的的相对SOC值保持一致，减少了单个储能变流器或电池故障，对整个储能电站功能实现的影响。
本实施例将不同种类的电池区别对待，在实现储能电站功能的基础上，利用功率限值，达到兼顾电池的使用寿命的目的，以延长电池使用寿命。
实施例二：
本发明实施例提供了一种动态功率限制的储能功率调节装置，包括：
获取模块：用于获取电池SOC参数、DOD参数和待分配功率的总额；
第一计算模块：用于基于电池SOC参数和DOD参数，计算得到每个电池的能量参数；其中，所述电池的能量参数包括SOC技术上限值、SOC技术下限值、相对SOC值、相对能量值和当前能量值；
第二计算模块：用于依据每个电池的能量参数和待分配功率的总额，计算得到每个电池的分配功率；
修正模块：用于依据电池SOC参数对计算得到的每个电池的分配功率进行功率修正，得到修正后每个电池的分配功率；
二次分配模块：用于将由于功率修正造成的未分配功率分配给未达功率限值的电池，得到二次分配后每个电池的分配功率。
功率下发模块：用于将二次分配后每个电池的分配功率下发给对应的储能变流器，由储能变流器控制电池进行充电放电。
实施例三：
本发明实施例提供了一种计算机设备，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行实施例一所述方法的步骤。
实施例四：
本发明实施例提供了计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例一所述方法的步骤
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种动态功率限制的储能功率调节方法，其特征在于，包括：
获取电池SOC参数、DOD参数和待分配功率的总额；
基于电池SOC参数和DOD参数，计算得到每个电池的能量参数；其中，所述电池的能量参数包括SOC技术上限值、SOC技术下限值、相对SOC值、相对能量值和当前能量值；
依据每个电池的能量参数和待分配功率的总额，计算得到每个电池的分配功率；
依据电池SOC参数对计算得到的每个电池的分配功率进行功率修正，得到修正后每个电池的分配功率；
将由于功率修正造成的未分配功率分配给未达功率限值的电池，得到二次分配后每个电池的分配功率。
2.根据权利要求1所述的动态功率限制的储能功率调节方法，其特征在于，所述SOC技术上限值和SOC技术下限值根据DOD参数设定；
当电池SOC大于SOC技术上限值，电池不再充电；
当电池SOC小于SOC技术下限值，电池不再放电。
3.根据权利要求1所述的动态功率限制的储能功率调节方法，其特征在于，所述相对SOC值、相对能量值和当前能量值，通过下式计算：
Figure FDA0004066840790000011
式(1)中，AvaSoc为相对SOC值，Soc为获取到的电池SOC参数，Socdown为SOC技术下限值，Socup为SOC技术上限值；AvaEnergy为相对能量值，En为电池的额定能量；CurEnergy为当前能量值。
4.根据权利要求3所述的动态功率限制的储能功率调节方法，其特征在于，当有n个储能变流器，待分配功率的总额为Pfp，每个电池的分配功率为Pcl，通过下式计算：
Figure FDA0004066840790000021
式(2)中，t为约定时间，AvaSumSoc为约定时间到达后的平均SOC，通过下式计算：
Figure FDA0004066840790000022
式(3)中，t为约定时间。
5.根据权利要求1所述的动态功率限制的储能功率调节方法，其特征在于，所述修正后每个电池的分配功率，为：
当获取到的电池SOC参数Soc小于SOC技术上限值Socup，充电功率修正为Pcd＝min(Pcl,Pn,Pmaxcd)，其中Pcl为每个电池的分配功率，Pn为电池的额定功率，Pmaxcd为最大充电功率；
当获取到的电池SOC参数Soc大于等于SOC技术上限值Socup，充电功率修正为Pcd＝0；
当获取到的电池SOC参数Soc大于SOC技术下限值Socdown，放电功率修正为Pfd＝min(Pcl,Pn,Pmaxfd)，其中Pmaxfd为最大放电功率；
当获取到的电池SOC参数Soc小于等于SOC技术下限值Socdown，放电功率修正为Pfd＝0。
6.根据权利要求1所述的动态功率限制的储能功率调节方法，其特征在于，还包括：
将二次分配后每个电池的分配功率下发给对应的储能变流器，由储能变流器控制电池进行充电放电。
7.一种动态功率限制的储能功率调节装置，其特征在于，包括：
获取模块：用于获取电池SOC参数、DOD参数和待分配功率的总额；
第一计算模块：用于基于电池SOC参数和DOD参数，计算得到每个电池的能量参数；其中，所述电池的能量参数包括SOC技术上限值、SOC技术下限值、相对SOC值、相对能量值和当前能量值；
第二计算模块：用于依据每个电池的能量参数和待分配功率的总额，计算得到每个电池的分配功率；
修正模块：用于依据电池SOC参数对计算得到的每个电池的分配功率进行功率修正，得到修正后每个电池的分配功率；
二次分配模块：用于将由于功率修正造成的未分配功率分配给未达功率限值的电池，得到二次分配后每个电池的分配功率。
8.根据权利要求7所述的动态功率限制的储能功率调节装置，其特征在于，还包括：
功率下发模块：用于将二次分配后每个电池的分配功率下发给对应的储能变流器，由储能变流器控制电池进行充电放电。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1～6任一项所述方法的步骤。
10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1～6任一项所述方法的步骤。
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