CN117081123A - 飞轮储能阵列的控制方法、系统、阵列以及存储介质 - Google Patents

飞轮储能阵列的控制方法、系统、阵列以及存储介质 Download PDF

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CN117081123A CN202310988371.4A CN202310988371A CN117081123A CN 117081123 A CN117081123 A CN 117081123A CN 202310988371 A CN202310988371 A CN 202310988371A CN 117081123 A CN117081123 A CN 117081123A
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刘玉捧
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Abstract

本申请涉及电网调频技术领域，公开了一种飞轮储能阵列的控制方法，飞轮储能阵列包括多个飞轮储能系统，所述飞轮储能阵列的控制方法包括：获取电网的电网频率；在电网频率处于一次调频的死区范围内时，获取飞轮储能系统的当前剩余电量；计算当前剩余电量与预设的目标剩余电量的第一差值；控制第一目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以使得第一目标飞轮储能系统达到预设的目标剩余电量。本申请旨在提高飞轮储能阵列的可靠性和可用性。

Description

飞轮储能阵列的控制方法、系统、阵列以及存储介质
技术领域
本申请涉及电网调频技术领域，特别是涉及一种飞轮储能阵列的控制方法、系统、阵列以及存储介质。
背景技术
目前，随着大容量高比例的新能源集中接入电网，电源结构发生改变，电网可用的快速频率响应资源逐步减少，电网的调频压力及安全运行风险不断增大。现有的电力调频资源难以满足可再生能源入网需求，亟需新能源场站具备一次调频能力，以提升电网频率风险的防控水平。在这种情势下，纯机械、高效率的飞轮储能系统阵列应运而生，飞轮储能系统阵列不仅在电力调频性能上可以与电化学储能系统相媲美，在寿命、安全及环保问题上，飞轮储能系统阵列更是以高寿命、零爆炸风险、零污染的优势脱颖而出。
相关技术中，飞轮储能阵列可以应用于新能源场站。在飞轮储能阵列释放过多的储备电量或储备较饱和的电量时，无法以应对电网频率发生较大波动的情况，从而导致飞轮储能阵列的可靠性差、可用性低。
发明内容
本申请的目的在于提供一种飞轮储能阵列的控制方法、系统、阵列以及存储介质，以解决飞轮储能阵列无法以应对电网频率发生较大波动的技术问题。
第一方面，本申请提供一种飞轮储能阵列的控制方法，所述飞轮储能阵列用于连接电网，所述飞轮储能阵列包括多个飞轮储能系统，所述控制方法包括：
获取所述电网的电网频率；
在所述电网频率处于一次调频的死区范围内时，获取所述飞轮储能系统的当前剩余电量；
计算所述当前剩余电量与预设的目标剩余电量的第一差值；
控制第一目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以使得所述第一目标飞轮储能系统达到所述预设的目标剩余电量；其中，所述第一目标飞轮储能系统是所述第一差值不为零的飞轮储能系统。
第二方面，本申请提供一种能量管理系统，所述能量管理系统用于连接多个所述飞轮储能系统，所述能量管理系统用于实现所述飞轮储能阵列的控制方法。
第三方面，本申请提供一种飞轮储能阵列，所述飞轮储能阵列包括所述能量管理系统以及多个飞轮储能系统，所述能量管理系统与多个所述飞轮储能系统连接。
第四方面，本申请提供一种存储介质，用于计算机可读存储，所述存储介质存储有一个或者多个计算机程序，所述一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现所述飞轮储能阵列的控制方法。
本申请提供的一种飞轮储能阵列的控制方法，其有益效果在于：
当电网频率处于一次调频的死区范围时，飞轮储能阵列进入电量主动均衡模式，根据各飞轮储能系统当前剩余电量与预设的目标剩余电量的偏差计算第一差值，若飞轮储能系统的第一差值等于零，则该飞轮储能系统不需要调节电量，若该飞轮储能系统的第一差值不等于零，则确定其为需要调节电量的第一目标飞轮储能系统，根据第一差值控制第一目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以使得各第一目标飞轮储能系统达到预设的目标剩余电量，在飞轮储能阵列不需要做一次调频动作时，将各飞轮储能系统的剩余电量维持在一个中等水平的剩余电量(预设的目标剩余电量)，使得飞轮储能阵列整体处于良好的备用状态，当电网频率超过一次调频的死区范围，各飞轮储能系统能够及时响应并参与调节功率，以应对电网频率向上或向下的变化情况，从而提高飞轮储能阵列的可靠性和可用性。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种飞轮储能阵列的应用场景图；
图2为本申请实施例提供的一种飞轮储能阵列的控制方法的步骤流程图；
图3为本申请实施例提供的另一种飞轮储能阵列的控制方法的步骤流程图；
图4为本申请实施例提供的另一种飞轮储能阵列的控制方法的步骤流程图；
图5为本申请实施例提供的飞轮储能阵列的一示意性框图；
图6为本申请实施例提供的飞轮储能阵列的另一示意性框图；
图7为本申请实施例提供的能量管理系统的示意性框图；
图8为本申请实施例提供的飞轮储能阵列的一示意性框图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
在本申请的描述中，应当说明的是，本申请中采用术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置和元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，应当理解的是，本申请中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
在传统电力系统中，电网的频率波动仅来源于电力用户的非计划性用电行为，依赖水电机组、火电机组的调节，即可保证电网的稳定。且电力负荷的增加，大多数依靠新增更多的火电机组和水电机组，电网的快速调节能力可以同步增加。近些年来，国家大力发展新能源发电。然而，新能源发电机组难以具备与水电机组、火电机组同等的调节能力。随着大规模新能源发电机组并网，整个电网频率的波动越来越大，迫切需要飞轮储能储能技术支持，协助新能源发电机组，共同承担稳定电网的责任。
飞轮储能作为功率型储能设备，可以用于功率的短时支撑。当用电低谷时，将产生的多余电力用于驱动飞轮储能；当用电高峰时，飞轮带动发电机运行，通过电力电力设备将机械能转化为与电网匹配的电能。飞轮储能除了具备功率特性好、响应速度快、工作寿命长、系统维护周期长、绿色环保无污染等特点，同时还具备快充快放、连续充放电和深度充放电的明显优势，该优势最大的场景需求就是应用于电网的一次调频，以抑制电网的频率波动。
相关技术中，当电网频率超过频率死区时，飞轮储能阵列与新能源场站共同参与一次调频，以调整电网频率。然而，目前仍缺少对飞轮储能阵列剩余电量进行调整的技术方案，当飞轮储能阵列处于备用状态，其剩余电量或者剩余存储空间不足以应对电网频率异常波动的情况，导致飞轮储能阵列的可靠性差。因此，为保障飞轮储能阵列的最大可用性，考虑频率变化的随机性，应将飞轮储能阵列的整体剩余电量维持在一个比较中等的水平，当电网频率超过频率死区范围时，飞轮阵列储能系统有足够的响应电量或有足够的存储空间，以应对频率向上或向下变化的情况。
其中，上述新能源场站可以是风电站、光伏电站或生物质发电站等。所述一次调频指的是在电力系统中，当电网频率一旦偏离额定值，并网的发电机组自动控制其有功功率的增减，从而限制电网频率变化的自动控制过程。具体而言，当电网频率异常升高，一次调频功能要求发电机组快速减负荷，当电网频率异常降低，发电机组快速增负荷，以使电网频率维持在稳定的范围内。
请参照图1，如图1为本申请实施例提供的一种飞轮储能阵列的应用场景图。
如图1所示，飞轮储能阵列100用于连接电网200，飞轮储能阵列100包括多个飞轮储能系统10。
应该说明的是，多个飞轮储能系统之间可以采用并联连接或串联连接，也可以采用混联连接方式。
具体地，所述飞轮储能系统包括储能变流器、升压变压器以及飞轮储能装置。其中，储能变流器连接于飞轮储能装置与电网之间，用于实现电能双向转换，既可以把直流电逆变成交流电，输送给电网使用，也可以把电网的交流电整流为直流电，给飞轮储能装置充电。
其中，储能变流器并网充放电功率和充放电方式可以自由选择，以适应不同的电网需求。充电方式包括恒功率充电、恒流充电、恒压充电，放电方式包括恒功率放电、恒电流放电。充放电功率通过后台监控系统界面进行设定，与监控系统配合时，根据监控指令控制储能变流器的有功功率输出，接收和实时跟踪、执行监控系统传送的有功功率控制信号，根据电网侧电压频率、控制指令等信号实现有功功率输出的自动调节，确保功率变化率、最大输出功率不超过设定值，保证在电网供电故障或其它特殊运行状况下供电系统的稳定性。
请参照图2，图2所示为本申请实施例提供的一种飞轮储能阵列的控制方法的步骤流程图，该控制方法具体包括以下步骤：
S101，获取电网的电网频率。
本步骤中，可以在飞轮储能阵列与电网的接入点处设置频率检测装置，该频率检测装置用于实时监测电网频率，并将电网频率传送至飞轮储能系统。
S102，在电网频率处于一次调频的死区范围内时，获取飞轮储能系统的当前剩余电量。
本步骤中，当电网频率处于一次调频的死区范围内，判断电网处于运行正常状态，飞轮储能阵列并不参与一次调频，此时，飞轮储能阵列处于备用状态。
S103，计算当前剩余电量与预设的目标剩余电量的第一差值。
本步骤中，飞轮储能系统的剩余电量，可以是指飞轮储能系统的荷电状态(Stateof Charge，SOC)，也可以是指飞轮储能系统剩余的电荷量，即飞轮储能系统所带电荷的数量，还可以是指飞轮储能系统占其可用容量的百分比参数。
本步骤中，每个飞轮储能系统都有预设的目标剩余电量，该预设的目标剩余电量应根据实际应用场景做不同设置。例如，飞轮储能阵列应用于新能源场站，通常情况下，新能源场站预留有发电备用容量，新能源场站通过发电备用容量来承担调频任务。若新能源场站预留的发电备用容量较小，调频能力不足，应将飞轮储能系统预设的目标剩余电量相对地调整高一些，以承担较大的调频任务。
本步骤中，若飞轮储能系统的剩余电量处于预设范围内，则飞轮储能系统的剩余电量属于正常状态，若飞轮储能系统的剩余电量不处于预设范围内，与预设的目标剩余电量之间存在偏差，即第一差值，该第一差值用于判断剩余电量的偏差大小，此时要根据第一差值来调整飞轮储能系统的剩余电量，使其回归正常状态。
S104，控制第一目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以使得第一目标飞轮储能系统达到预设的目标剩余电量。
本步骤中，第一目标飞轮储能系统是第一差值不为零的飞轮储能系统。因为飞轮储能系统的第一差值等于零，则说明飞轮储能系统当前剩余电量于预设的目标剩余电量，飞轮储能系统已经不需要调节电量；若飞轮储能系统的第一差值不等于零，则确定其为需要调节电量的第一目标飞轮储能系统。
在本实施例中，当电网频率处于一次调频的死区范围时，飞轮储能阵列进入电量主动均衡模式，根据各飞轮储能系统当前剩余电量与预设的目标剩余电量的偏差计算第一差值，并根据第一差值控制第一目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以使得第一目标飞轮储能系统的当前剩余电量达到预设的目标剩余电量，从而完成电量主动均衡过程，将所有飞轮储能系统的剩余电量维持在一个比较中等的水平，使得飞轮储能阵列整体处于良好备用状态。当电网频率超过一次调频的死区范围，各飞轮储能系统均能够响应并参与功率的调节，以应对电网频率向上或向下的突变情况，从而有效地提高飞轮储能阵列整体的可靠性和可用性。
在一实施例中，若第一目标飞轮储能系统的第一差值大于零，则控制第一目标飞轮储能系统进行放电。当第一差值大于零，则说明当前剩余电量大于预设的目标剩余电量，此时当前剩余电量比较多，应控制第一目标飞轮储能系统进行放电。当第一目标飞轮储能系统放电直至第一差值为零，说明已经完成电量均衡过程，则第一目标飞轮储能系统不再继续放电。
在一实施例中，若第一目标飞轮储能系统的第一差值小于零，则控制第一目标飞轮储能系统进行充电。当第一差值小于零，则说明当前剩余电量小于预设的目标剩余电量，此时当前剩余电量比较少，应控制第一目标飞轮储能系统进行充电。当第一目标飞轮储能系统充电直至第一差值为零，说明已经完成电量均衡过程，则第一目标飞轮储能系统不再继续充电。
在一实施例中，如图3所示，步骤S104可以包括以下步骤：
S1041，累加全部第一差值得到第一累加差值。
S1042，根据飞轮储能阵列的最大均衡功率值、第一差值、第一累加差值，确定第一目标飞轮储能系统的第一目标功率。
S1043，根据第一目标飞轮储能系统的第一目标功率，控制第一目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以使得第一目标飞轮储能系统达到预设的目标剩余电量。
在本实施例中，先通过最大均衡功率值、第一差值、第一累加差值确定第一目标功率，然后根据第一目标功率，判断第一目标飞轮储能系统需要进行充电还是放电。若第一目标功率大于零，则控制第一目标飞轮储能系统进行放电，若第一目标功率小于零，则控制第一目标飞轮储能系统进行充电，从而完成第一目标飞轮储能系统的电量均衡过程。
示例性地，第一目标飞轮储能系统的第一差值为：
ΔSOCi＝SOCi-SOCavg；
其中，SOCi为第一目标飞轮储能系统的当前剩余电量，SOCavg为第一目标飞轮储能系统预设的目标剩余电量，ΔSOCi为第一目标飞轮储能系统的第一差值，i为第i个第一目标飞轮储能系统。
需要说明的是，在本实施例中，既可以通过第一差值的大小判断第一目标飞轮储能系统需要进行充电还是放电，也可以通过第一目标功率判断第一目标飞轮储能系统需要进行充电还是放电。
在一实施例中，根据飞轮储能阵列的最大均衡功率值、第一差值、第一累加差值，确定第一目标飞轮储能系统的第一目标功率，包括：累加全部所述第一差值的绝对值或累加全部所述第一差值绝对值的负值得到第二累加差值；若第一累加差值不为零且第一累加差值等于第二累加差值，则计算第一目标飞轮储能系统的第一差值与第一累加差值的第一比值；根据飞轮储能阵列的最大均衡功率值与第一比值之间的乘积，确定第一目标飞轮储能系统的第一目标功率。
其中，若第一累加差值不为零且第一累加差值等于第二累加差值，说明第一目标飞轮储能系统的第一差值均大于零或者均小于零，即所有第一目标飞轮储能系统均需要放电或者均需要充电。
可以理解的是，在第一差值大于零的情况下，若第一差值越大，说明当前剩余电量越多，第一目标飞轮储能系统需要释放更多的电量。在第一差值小于零的情况下，若第一差值越小，说明当前剩余电量越少，第一目标飞轮储能系统需要充更多的电量。
本实施例中，飞轮储能阵列的最大均衡功率值是初始设定的数值，该最大均衡功率值用于对飞轮储能系统进行电量调整。
示例性地，若则所有第一目标飞轮储能系统均需要放电，第一目标飞轮储能系统的第一目标功率为：
若则所有第一目标飞轮储能系统均需要充电，第一目标飞轮储能系统的第一目标功率为：
其中，P1为第一目标功率，PAvg为飞轮储能阵列的最大均衡功率值，为第一累加差值，/>为第二累加差值，n为第n个第一目标飞轮储能系统。
在一实施例中，根据飞轮储能阵列的最大均衡功率值、第一差值、第一累加差值，确定第一目标飞轮储能系统的第一目标功率，包括：累加全部第一差值的绝对值得到第三累加差值，累加全部第一差值绝对值的负值得到第四累加差值；若第一累加差值不等于第三累加差值且不等于第四累加差值，则计算第一目标飞轮储能系统的第一差值与所述第三累加差值的第二比值；根据飞轮储能阵列的最大均衡功率值与第二比值之间的乘积，确定第一目标飞轮储能系统的第一目标功率。
应该解释的是，为了与前一个实施例做出区别，前一个实施例中，第二累加差值同时包括累加全部第一差值绝对值和累加全部第一差值绝对值的负值两种情况。而在本实施方式中，第三累加差值为累加全部第一差值绝对值，第四累加差值为累加全部第一差值绝对值的负值。
在本实施例中，若第一累加差值不等于所述第三累加差值且不等于第四累加差值，说明有的第一累加差值大于零，有的第一累加差值小于零，换言之，在所有第一目标飞轮储能系统当中，有的第一目标飞轮储能系统需要放电，有的第一目标飞轮储能系统需要充电。
示例性地，若则第一目标飞轮储能系统的第一目标功率为：
请参照图4，图4为本申请实施例提供的另一种飞轮储能阵列的控制方法的步骤流程图，该控制方法具体包括以下步骤：
S201，获取电网的电网频率。
S202，在电网频率处于一次调频的死区范围内时，获取飞轮储能系统的当前剩余电量。
S203，计算当前剩余电量与预设的目标剩余电量的第一差值。
S204，控制第一目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以使得第一目标飞轮储能系统达到预设的目标剩余电量；其中，第一目标飞轮储能系统是第一差值不为零的飞轮储能系统。
在本实施例中，当电网频率处于一次调频的死区范围时，飞轮储能阵列进入电量主动均衡模式，根据各飞轮储能系统当前剩余电量与预设的目标剩余电量的偏差计算第一差值，并根据第一差值控制第一目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以使得第一目标飞轮储能系统的当前剩余电量达到预设的目标剩余电量，从而完成电量主动均衡过程，将所有飞轮储能系统的剩余电量维持在一个比较中等的水平，使得飞轮储能阵列整体处于良好备用状态。
S205，当电网频率超过一次调频的死区范围时，获取飞轮储能阵列的目标调频功率。
本步骤中，当电网频率超过一次调频的死区范围，说明电网系统运行不正常，需要飞轮储能阵列参与一次调频控制，根据电网频率超过一次调频的死区的偏差等参数，获取目标调频功率，将目标调频功率分配至飞轮储能阵列，并将功率分配至各飞轮储能系统。
S206，基于目标调频功率、第二目标飞轮储能系统的当前剩余电量以及第二目标飞轮储能系统的额定功率，确定第二目标飞轮储能系统的第二目标功率。
本步骤中，第二目标飞轮储能系统是当前剩余电量不为零的飞轮储能系统。若飞轮储能系统的当前剩余电量为零，则飞轮储能系统不参与一次调频控制；若飞轮储能系统的当前剩余电量不为零，则确定其为参与一次调频的第二目标飞轮储能系统。
在一实施例中，在目标调频功率大于零时，获取第一总和值，第一总和值为全部第二目标飞轮储能系统的当前剩余电量之和；计算第二目标飞轮储能系统的当前剩余电量与第一总和值的第三比值；根据第三比值与目标调频功率的乘积，得到第一参考功率；从第一参考功率和第二目标飞轮储能系统的额定功率之中取最小值，确定最小值为第二目标飞轮储能系统的第二目标功率。
需要说明的是，当目标调频功率大于零，应控制第二目标飞轮储能系统进行放电，若第二目标飞轮储能系统的当前剩余电量越多，则分配到的放电功率(即第二目标功率)就越高，若第二目标飞轮储能系统的当前剩余电量越少，则分配到的放电功率(即第二目标功率)就越低，但是每个第二目标飞轮储能系统所分配到的功率不能超过自身的额定功率。
示例性地，若PPF＞0，则第二目标功率为：
其中，P2为第二目标飞轮储能系统的第二目标功率，Prate_i为第二目标飞轮储能系统的额定功率，PPF为目标调频功率，为第一总和值。
在一实施例中，在目标调频功率小于零时，获取第二总和值，计算第二目标飞轮储能系统的当前消耗电量与第二总和值的第四比值；根据第四比值与目标调频功率的乘积，得到第二参考功率；从第二参考功率和第二目标飞轮储能系统的额定功率之中取最大值，确定最大值为第二目标飞轮储能系统的第二目标功率。
其中，第二总和值为全部第二目标飞轮储能系统的当前消耗电量之和，当前消耗电量为额定满载电量与当前剩余电量的差值。
在本实施例中，当目标调频功率大于零，应控制第二目标飞轮储能系统进行充电，若第二目标飞轮储能系统的当前消耗电量越多，则分配到的充电功率(即第二目标功率)就越高，若第二目标飞轮储能系统的当前消耗电量越少，则分配到的充电功率(即第二目标功率)就越低，但是每个第二目标飞轮储能系统所分配到的功率不能超过自身的额定功率。
示例性地，若PPF＜0，则第二目标功率为：
在一实施例中，计算预设死区频率与电网频率的第二差值，并计算第二差值与电网的额定频率的第五比值；基于第五比值、调频调差率和接入侧的额定功率计算飞轮储能阵列的第一调节功率；获取飞轮储能阵列的当前运行功率，并根据第一调节功率与当前运行功率之和，确定飞轮储能阵列的目标调频功率。其中，接入侧的额定功率为发电侧新能源场站的额定功率或用户侧变压器的额定功率或电网侧飞轮储能阵列的额定功率。
应该理解的是，电力系统的额定频率为50Hz或60Hz，欧洲地区采用50Hz，美洲地区多采用60Hz。中国1956年发布的《电力设备额定电压及周率标准》规定交流电力设备的额定频率为50Hz；GB/T15945一2008《电能质量电力系统频率偏差》规定电力系统正常运行条件下，频率偏差限值为±0.2Hz，当系统容量较小时，频率偏差限值可以放宽到±0.5Hz。
其中，调频调差率是调差系数，反映的是电网频率的扰动后调节功率的分配大小。如果调频调差率过小，电网频率出现扰动后，飞轮储能阵列需要全额调节，容易造成系统的不稳定。
示例性地，第二差值与电网的额定频率的第五比值为
其中，fd为预设死区频率，f为电网频率，fN为电网的额定频率。
示例性的，如图1所示，若飞轮储能阵列100单独接入电网200，那么接入侧的额定功率为飞轮储能阵列100的额定功率。
示例性的，如图5所示，飞轮储能阵列100连接新能源场站400。若飞轮储能阵列100与新能源场站400一并接入电网200，参与一次调频控制，那么接入侧的额定功率为新能源场站400的额定功率。
示例性的，如图6所示，飞轮储能阵列100连接用户侧设备，其中，用户侧设备是用户侧变压器500。若飞轮储能阵列100与用户侧变压器500一并接入电网200，那么接入侧的额定功率为用户侧变压器500的额定功率。
示例性的，根据第一倒数、第五比值以及接入侧的额定功率之间的乘积，计算飞轮储能阵列的第一调节功率
其中，δ％为调频调差率，PN为接入侧的额定功率，PP1为第一调节功率。
示例性的，根据第一调节功率与当前运行功率之和，确定轮储能阵列的目标调频功率为
S207，根据第二目标功率，控制第二目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以调节电网的电网频率。若第二目标功率大于零，则控制第二目标飞轮储能系统进行放电，若第二目标功率小于零，则控制第二目标飞轮储能系统进行充电。
本申请实施例还提供一种能量管理系统，该能量管理系统用于连接多个飞轮储能系统，能量管理系统用于实现本申请实施例中任一项所述的飞轮储能阵列的控制方法。
应该说明的是，能量管理系统为EMS(Energy Management System)，是一种集软硬件于一体的智能化系统，用于监控、控制和优化能源系统中的能量流动和能源消耗。它基于数据采集、分析和决策支持技术，能够实时监测能源设备的运行状态、能源消耗情况以及环境条件，从而实现对能源的高效管理和优化。
示例性的，如图7所示，能量管理系统300通过网络交换机与各飞轮储能系统10的连接，从而实现能量管理系统300与各飞轮储能系统10控制器的网络通信。
本申请实施例还提供一种飞轮储能阵列，飞轮储能阵列包括能量管理系统以及多个飞轮储能系统，能量管理系统与多个飞轮储能系统连接。
示例性的，如图8所示，能量管理系统300与多个飞轮储能系统10并联连接，能量管理系统300可以是属于飞轮储能阵列100的一部分，当然，能量管理系统300也可以独立于飞轮储能阵列100而设置。能量管理系统300可以根据需求预测、电价情况、电网负荷等因素，合理地安排飞轮储能阵列100的充放电操作，实现对能源的高效利用和节约管理。此外，能量管理系统300能够及时检测飞轮储能系统10的故障情况，如电池过放、过充、温度异常的，以保障储飞轮储能系统10的安全运行。
本申请实施例还提供一种存储介质，用于计算机可读存储，存储介质存储有一个或者多个计算机程序，一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现所述飞轮储能阵列的控制方法。
其中，该计算机的可读存储介质可以是飞轮储能单元控制器的内部存储单元，例如硬盘或内存。该计算机的可读存储介质也可以是飞轮储能单元控制器的外部存储设备，例如配备的插接式硬盘、智能存储卡、安全数字卡、闪存卡，等等。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种飞轮储能阵列的控制方法，其特征在于，所述飞轮储能阵列用于连接电网，所述飞轮储能阵列包括多个飞轮储能系统，所述控制方法包括：
获取所述电网的电网频率；
在所述电网频率处于一次调频的死区范围内时，获取所述飞轮储能系统的当前剩余电量；
计算所述当前剩余电量与预设的目标剩余电量的第一差值；
控制第一目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以使得所述第一目标飞轮储能系统达到所述预设的目标剩余电量；其中，所述第一目标飞轮储能系统是所述第一差值不为零的飞轮储能系统。
2.根据权利要求1所述的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于，所述控制第一目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以使得所述第一目标飞轮储能系统达到所述预设的目标剩余电量，包括：
若所述第一目标飞轮储能系统的所述第一差值大于零，则控制第一目标飞轮储能系统进行放电；
若所述第一目标飞轮储能系统的所述第一差值小于零，则控制第一目标飞轮储能系统进行充电。
3.根据权利要求1所述的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于，所述控制第一目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以使得所述第一目标飞轮储能系统达到所述预设的目标剩余电量，包括：
累加全部所述第一差值得到第一累加差值；
根据所述飞轮储能阵列的最大均衡功率值、所述第一差值、所述第一累加差值，确定所述第一目标飞轮储能系统的第一目标功率；
根据所述第一目标飞轮储能系统的第一目标功率，控制所述第一目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以使得所述第一目标飞轮储能系统达到所述预设的目标剩余电量。
4.根据权利要求3所述的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于，所述根据所述飞轮储能阵列的最大均衡功率值、所述第一差值、所述第一累加差值，确定所述第一目标飞轮储能系统的第一目标功率，包括：
累加全部所述第一差值的绝对值或累加全部所述第一差值绝对值的负值得到第二累加差值；
若所述第一累加差值不为零且所述第一累加差值等于所述第二累加差值，则计算所述第一目标飞轮储能系统的第一差值与所述第一累加差值的第一比值；
根据所述飞轮储能阵列的最大均衡功率值与所述第一比值之间的乘积，确定所述第一目标飞轮储能系统的第一目标功率。
5.根据权利要求3所述的飞轮储能阵列控制方法，其特征在于，所述根据所述飞轮储能阵列的最大均衡功率值、各所述第一差值、所述第一累加差值，确定所述第一目标飞轮储能系统的第一目标功率，包括：
累加全部所述第一差值的绝对值得到第三累加差值，累加全部所述第一差值绝对值的负值得到第四累加差值；
若所述第一累加差值不等于所述第三累加差值且不等于第四累加差值，则计算所述第一目标飞轮储能系统的第一差值与所述第三累加差值的第二比值；
根据所述飞轮储能阵列的最大均衡功率值与所述第二比值之间的乘积，确定所述第一目标飞轮储能系统的第一目标功率。
6.根据权利要求1所述的飞轮储能阵列的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述电网频率超过一次调频的死区范围时，获取飞轮储能阵列的目标调频功率；
基于所述目标调频功率、第二目标飞轮储能系统的当前剩余电量以及所述第二目标飞轮储能系统的额定功率，确定所述第二目标飞轮储能系统的第二目标功率；其中，所述第二目标飞轮储能系统是当前剩余电量不为零的飞轮储能系统；
根据所述第二目标功率，控制所述第二目标飞轮储能系统进行充电或者放电，以调节所述电网的电网频率。
7.根据权利要求6所述的飞轮储能阵列的控制方法，其特征在于，所述基于所述目标调频功率、第二目标飞轮储能系统的当前剩余电量以及所述第二目标飞轮储能系统的额定功率，确定所述第二目标飞轮储能系统的第二目标功率，包括：
在所述目标调频功率大于零时，获取第一总和值，所述第一总和值为全部所述第二目标飞轮储能系统的当前剩余电量之和；计算所述第二目标飞轮储能系统的当前剩余电量与所述第一总和值的第三比值；根据所述第三比值与所述目标调频功率的乘积，得到第一参考功率；从所述第一参考功率和所述第二目标飞轮储能系统的额定功率之中取最小值，确定所述最小值为所述第二目标飞轮储能系统的第二目标功率；
在所述目标调频功率小于零时，获取第二总和值，所述第二总和值为全部所述第二目标飞轮储能系统的当前消耗电量之和，所述当前消耗电量为额定满载电量与所述当前剩余电量的差值；计算所述第二目标飞轮储能系统的当前消耗电量与所述第二总和值的第四比值；根据所述第四比值与所述目标调频功率的乘积，得到第二参考功率；从所述第二参考功率和所述第二目标飞轮储能系统的额定功率之中取最大值，确定所述最大值为所述第二目标飞轮储能系统的第二目标功率。
8.根据权利要求6所述的飞轮储能阵列的控制方法，其特征在于，所述获取飞轮储能阵列的目标调频功率，包括：
计算预设死区频率与所述电网频率的第二差值，并计算所述第二差值与所述电网的额定频率的第五比值；
基于所述第五比值、所述调频调差率和接入侧的额定功率计算所述飞轮储能阵列的第一调节功率；其中，所述接入侧的额定功率为发电侧新能源场站的额定功率或用户侧变压器的额定功率或电网侧飞轮储能阵列的额定功率；
获取所述飞轮储能阵列的当前运行功率，并根据所述第一调节功率与所述当前运行功率之和，确定所述飞轮储能阵列的目标调频功率。
9.根据权利要求8所述的飞轮储能阵列的控制方法，其特征在于，所述基于所述第五比值、所述调频调差率和接入侧的额定功率计算所述飞轮储能阵列的第一调节功率，包括：
计算所述调频调差率的第一倒数；
根据所述第一倒数、所述第五比值以及所述接入侧的额定功率之间的乘积，计算所述飞轮储能阵列的第一调节功率。
10.一种能量管理系统，其特征在于，所述能量管理系统用于连接多个所述飞轮储能系统，所述能量管理系统用于实现如权利要求1至9中任一项所述飞轮储能阵列的控制方法。
11.一种飞轮储能阵列，其特征在于，所述飞轮储能阵列包括如权利要求10所述的能量管理系统以及多个飞轮储能系统，所述能量管理系统与多个所述飞轮储能系统连接。
12.一种存储介质，用于计算机可读存储，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个计算机程序，所述一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1至9中任一项所述飞轮储能阵列的控制方法。
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