CN117239800A - 应用于可再生能源的储能系统的控制方法及计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于可再生能源的储能系统的控制方法及计算机设备，可再生能源通过电力输送线路向负载侧送电，储能系统作用于电力输送线路，其方法包括：当储能系统启动时，获取可再生能源在当前时刻下的发电功率和在未来特定时间段内的短期预测发电功率，以生成储能系统的标志位；调用给定数据库并从中获取与标志位匹配的控制策略；当控制策略为不调节策略时，保持储能系统的当前运行状态不变；当控制策略为消纳策略或补偿策略时，获取负载侧在当前时刻下的负载功率，再计算发电功率与负载功率的偏差值；根据偏差值和储能系统的基本参数，优化控制策略以调整储能系统的当前运行状态。本发明对可再生能源进行有效可靠的削峰填谷和平滑负荷。
Description
技术领域
本发明涉及可再生能源的储能技术领域，具体是涉及一种应用于可再生能源的储能系统的控制方法及计算机设备。
背景技术
随着分布式发电技术的迅速发展，各类可再生能源(例如风力发电、光伏发电等等)因具有绿色环保、无枯竭危机、安全可靠、建设周期短等优势，成为能源转型的重要发展方向，已在微电网中被广泛应用。
然而可再生能源具有随机性、间歇性的特征，在并网、调节、消纳、存储时存在一定的困难，目前已有学者提出利用储能系统来改善可再生能源的出力特性并提升需求侧响应，主要通过削峰填谷和平滑负荷来保证电力系统的运行稳定性。但是，单一的储能系统(如电池储能系统、氢气储能系统等等)往往可以达到的效果不佳，也会忽略可再生能源及其储能系统带来的谐波干扰问题。
发明内容
本发明提供一种应用于可再生能源的储能系统的控制方法及计算机设备，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
第一方面，提供一种应用于可再生能源的储能系统的控制方法，可再生能源通过电力输送线路向负载侧送电，储能系统作用于所述电力输送线路，所述方法包括：
当储能系统启动时，获取所述可再生能源在当前时刻下的发电功率以及在未来特定时间段内的短期预测发电功率；
根据所述发电功率和所述短期预测发电功率，确定所述储能系统的标志位，再调用给定数据库并从中获取与所述标志位相匹配的控制策略；
当所述控制策略为不调节策略时，保持所述储能系统的当前运行状态不变；
当所述控制策略为消纳策略或补偿策略时，获取所述负载侧在当前时刻下的负载功率，再计算所述发电功率与所述负载功率的偏差值；
根据所述偏差值和所述储能系统的基本参数，对所述控制策略进行优化，再利用优化后的控制策略对所述储能系统的当前运行状态进行调整。
进一步地，所述储能系统包括电池储能子系统、制氢子系统和发电子系统，所述电池储能子系统的内部设置有化学电池，所述储能系统的基本参数包括所述电池储能子系统的最大充电功率PBcm和最大放电功率、所述制氢子系统的额定制氢功率PHe和所述发电子系统的额定发电功率。
进一步地，所述给定数据库的内部记载有不同的五类控制策略，分别为不调节策略、第一类消纳策略、第二类消纳策略、第一类补偿策略和第二类补偿策略；
所述第一类消纳策略和所述第二类消纳策略为：设置所述电池储能子系统以充电模式或停止充电模式运行，设置所述制氢子系统以制氢模式运行，设置所述发电子系统为停机状态；
所述第一类补偿策略和所述第二类补偿策略为：设置所述电池储能子系统以放电模式或停止放电模式运行，设置所述制氢子系统为停机状态，设置所述发电子系统以发电模式运行；
其中，所述第一类消纳策略和所述第二类补偿策略与所述最大充电功率PBcm和所述额定制氢功率PHe有关，所述第二类消纳策略和所述第一类补偿策略与所述额定制氢功率PHe有关。
进一步地，所述根据所述发电功率和所述短期预测发电功率，确定所述储能系统的标志位包括：
根据所述短期预测发电功率的加权平均值和给定的两个比例因子，确定四个功率阈值；
根据所述四个功率阈值构建出五个分区，所述五个分区对应绑定不同的五个标志位，所述五个标志位与所述五类控制策略相对应；
根据所述发电功率与所述五个分区的关系，确定所述储能系统的标志位。
进一步地，当所述控制策略为所述第一类消纳策略时，根据所述偏差值和所述储能系统的基本参数，对所述控制策略进行优化包括：
设置所述电池储能子系统和所述制氢子系统在接入所述电力输送线路之后为运行状态，设置所述发电子系统为停机状态；
当ΔP≥PHe+PBcm且所述电池储能子系统处于枯电状态时，设置所述电池储能子系统为充电模式且以所述最大充电功率PBcm运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或所述化学电池充满时停止充电；设置所述制氢子系统为制氢模式且以所述额定制氢功率PHe运行；
当PHe≤ΔP<PHe+PBcm且所述电池储能子系统处于枯电状态时，设置所述电池储能子系统为充电模式且以启动时的实际充电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或所述化学电池充满时停止充电；设置所述制氢子系统为制氢模式且以所述额定制氢功率PHe运行；
当ΔP<PHe时，设置所述电池储能子系统为停止充电模式，设置所述制氢子系统为制氢模式且以启动时的实际制氢功率运行。
进一步地，当所述控制策略为所述第二类消纳策略时，根据所述偏差值和所述储能系统的基本参数，对所述控制策略进行优化包括：
设置所述电池储能子系统和所述制氢子系统在接入所述电力输送线路之后为运行状态，设置所述发电子系统为停机状态；
当ΔP≥PHe且所述电池储能子系统处于枯电状态时，设置所述电池储能子系统为充电模式且以启动时的实际充电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或所述化学电池充满时停止充电；设置所述制氢子系统为制氢模式且以启动时的实际制氢功率运行；
当ΔP<PHe时，设置所述电池储能子系统为停止充电模式，设置所述制氢子系统为制氢模式且以启动时的实际制氢功率运行。
进一步地，当所述控制策略为所述第一类补偿策略时，根据所述偏差值和所述储能系统的基本参数，对所述控制策略进行优化包括：
设置所述电池储能子系统和所述发电子系统在接入所述电力输送线路之后为运行状态，设置所述制氢子系统为停机状态；
当ΔP<-PHe且所述电池储能子系统处于荷电状态时，设置所述电池储能子系统为放电模式且以启动时的实际放电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或所述化学电池放电至达到枯电状态时停止放电；设置所述发电子系统为发电模式且以启动时的实际发电功率运行；
当-PHe≤ΔP<0时，设置所述电池储能子系统为停止放电模式，设置所述发电子系统为发电模式且以启动时的实际发电功率运行。
进一步地，当所述控制策略为所述第二类补偿策略时，根据所述偏差值和所述储能系统的基本参数，对所述控制策略进行优化包括：
设置所述电池储能子系统和所述发电子系统在接入所述电力输送线路之后为运行状态，设置所述制氢子系统为停机状态；
当ΔP<-(PHe+PBcm)且所述电池储能子系统处于荷电状态时，设置所述电池储能子系统为放电模式且以所述最大放电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或所述化学电池放电至达到枯电状态时停止放电；设置所述发电子系统为发电模式且以所述额定发电功率运行；
当-(PHe+PBcm)≤ΔP<-PHe且所述电池储能子系统处于荷电状态时，设置所述电池储能子系统为放电模式且以所述实际放电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或所述化学电池放电至达到枯电状态时停止放电；设置所述发电子系统为发电模式且以所述额定发电功率运行；
当ΔP(k)≥-PHe时，设置所述电池储能子系统为停止放电模式，设置所述发电子系统为发电模式且以启动时的实际制氢功率运行。
进一步地，所述储能系统还包括电力滤波器，所述方法还包括：
当所述储能系统启动时，获取所述负载侧在当前时刻下的负载电流；
当所述负载电流出现谐波时，控制所述电力滤波器接入所述电力输送线路运行以进行谐波抑制。
第二方面，提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现如第一方面所述的应用于可再生能源的储能系统的控制方法。
本发明至少具有以下有益效果：通过对可再生能源的当前发电功率和短期预测发电功率进行分析以获取储能系统的控制策略，再通过对可再生能源的当前发电功率、负载侧的当前负载功率以及储能系统的基本参数进行分析以对该控制策略进行优化完善，可以更有针对性地对该储能系统的当前运行状态进行可靠调节以对可再生能源进行有效的削峰填谷和平滑负荷，同时通过对负载侧的当前负载功率进行监测以在其出现谐波的情况下利用电力滤波器进行谐波抑制，由此可以提高可再生能源的电能质量；本发明所提供的储能系统的内部设置有电池储能子系统、制氢子系统和发电子系统，利用该电池储能子系统可以实现对可再生电源的功率平滑和电力短期存储功能，利用该制氢子系统和该发电子系统可以实现对可再生电源的电力主动消纳和电力长期存储功能，可以满足在不同时间尺度下可再生能源的发电功率波动率要求。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是本发明实施例中的一种可再生能源的储能系统的组成示意图；
图2是本发明实施例中的一种应用于可再生能源的储能系统的控制方法的流程示意图；
图3是本公开实施例中的计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或装置不必限定于清楚列出的那些步骤或单元，而是可以包含没有清楚列出的对于这些过程、方法、产品或装置固有的其他步骤或单元。
请参考图1，图1是本发明实施例提供的一种可再生能源的储能系统的组成示意图，所述储能系统包括电池储能子系统、制氢子系统、发电子系统和电力滤波器，可再生能源与负载侧之间通过电力输送线路进行连接并送电，且在送电过程中，所述储能系统作用在所述电力输送线路上。
在本发明实施例中，所述电池储能子系统包括双向转换器和化学电池，所述双向转换器可以将直流电转换为交流电即进行逆变输出，也可以将交流电转换为直流电即进行整流输出，所述制氢子系统包括AC/DC转换器、制氢设备和储氢设备，AC的英文全称为Alternating Current且译为交流电，DC的英文全称为Direct Current且译为直流电，所述发电子系统包括DC/AC转换器和氢燃料电池，所述电力滤波器可以但不仅限于采用有源电力滤波器(APF，Active Power Filter)、无源电力滤波器(PPF，Passive Power Filter)、动态调谐滤波器(Dynamically Tuned Passive Power Filters，DTPPF)中的任意一种。
具体的，所述双向转换器的一端通过第一开关K1与所述电力输送线路相连接，所述双向转换器的另一端与所述化学电池相连接，所述AC/DC转换器的一端通过第二开关K2与所述电力输送线路相连接，所述AC/DC转换器的另一端与所述制氢设备相连接，所述制氢设备与所述储氢设备相连接，所述储氢设备与所述氢燃料电池相连接，所述氢燃料电池与所述DC/AC转换器的一端相连接，所述DC/AC转换器的另一端通过第三开关K3与所述电力输送线路相连接，所述电力滤波器通过第四开关K4与所述电力输送线路相连接。
在本发明实施例中，所述电池储能子系统主要用于在可再生能源的发电功率波动剧烈时进行充放电；当并网功率受限或者外界负载功率不足、并且所述电池储能子系统难以满足可再生能源的消纳时，所述制氢子系统主要用于在可再生能源的发电功率波动平稳时主动利用富余的电能制氢并将生成的氢气存储起来或者直接提供给下游产业使用，以实现可再生能源的就地消纳；所述发电子系统主要用于在可再生能源的负荷增大时利用存储的氢气进行发电回馈电网；由于可再生能源和储能系统中还存在一些电力电子装置(如AC/DC转换器、DC/AC转换器等等)，其在运行时会向电网注入大量的谐波电流来影响到电能质量，所述电力滤波器主要用于在可再生能源和储能系统运行时进行谐波抑制。
需要说明的是，本发明将所述制氢子系统和所述发电子系统进行协同配合使用，可以消纳或者补偿可再生能源的出力与负荷需求间的功率差，以实现对电力系统的“削峰填谷”；将所述制氢子系统和所述发电子系统相结合形成氢气储能子系统，所述氢气储能子系统具有0～100％额定功率范围内的自适应输出功率调节功能，但其动态反应速度较慢，在响应高频波动信号时存在一定的缺陷。所述电池储能子系统具有灵活配置、响应迅速和便于集成等优点，但其仅能满足短期电能存储且不能完全主动消纳或者补偿可再生能源的电力。本发明将所述氢气储能子系统与快速响应的所述电池储能子系统相结合，通过所述电池储能子系统实现对可再生能源的功率平滑和电力短期存储，而通过所述氢气储能子系统实现对可再生能源的电力主动消纳和电力长期存储，可以满足在不同时间尺度下可再生能源的发电功率波动率要求。
请参考图2，图2是本发明实施例提供的一种应用于可再生能源的储能系统的控制方法的流程示意图，所述方法包括如下：
步骤S100、判断储能系统是否启动；若是，则同时执行步骤S200和步骤S800；若否，则继续执行步骤S100；
步骤S200、获取所述可再生能源在当前时刻下的发电功率以及在未来特定时间段内的短期预测发电功率；
步骤S300、根据所述发电功率和所述短期预测发电功率，确定所述储能系统的标志位，再调用给定数据库并从中获取与所述标志位相匹配的控制策略；
步骤S400、判断所述控制策略为不调节策略或者消纳策略或者补偿策略；若所述控制策略为不调节策略，则执行步骤S500；若所述控制策略为消纳策略或者补偿策略，则执行步骤S600；
步骤S500、保持所述储能系统的当前运行状态不变，再返回执行步骤S100；
步骤S600、获取所述负载侧在当前时刻下的负载功率，再计算所述发电功率与所述负载功率的偏差值；
步骤S700、根据所述偏差值和所述储能系统的基本参数，对所述控制策略进行优化，再利用优化后的控制策略对所述储能系统的当前运行状态进行调整，再返回执行步骤S100；
步骤S800、获取所述负载侧在当前时刻下的负载电流，再判断所述负载电流是否出现谐波；若是，则执行步骤S900；若否，则返回执行步骤S100；
步骤S900、控制所述电力滤波器接入所述电力输送线路运行以进行谐波抑制，再返回执行步骤S100。
在本发明实施例中，上述步骤S700所提及到的所述储能系统的基本参数具体包括所述电池储能子系统的最大充电功率PBcm、所述制氢子系统的额定制氢功率PHe、所述电池储能子系统的最大放电功率和所述发电子系统的额定放电功率。
在本发明实施例中，上述步骤S300所提及到的所述给定数据库的内部提供不同的五类控制策略，具体为不调节策略、第一类消纳策略、第二类消纳策略、第一类补偿策略以及第二类补偿策略，所述第一类消纳策略和所述第二类消纳策略主要是在所述负载侧无需过多电能的情况下将所述可再生能源提供的多余电能进行存储，所述第一类补偿策略和所述第二类补偿策略主要是在所述负载侧需要更多电能但是所述可再生能源提供电能有限的情况下利用所述储能系统进行电能供应，此处对上述每一类控制策略进行展开说明如下：
(1)不调节策略：保持所述电池储能子系统的运行状态不变，保持所述制氢子系统的运行状态不变，以及保持所述发电子系统的运行状态不变；
(2)第一类消纳策略：根据所述最大充电功率PBcm和所述额定制氢功率PHe，设置所述电池储能子系统以充电模式或停止充电模式运行，设置所述制氢子系统以制氢模式运行，设置所述发电子系统为停机状态；
(3)第二类消纳策略：根据所述额定制氢功率PHe，设置所述电池储能子系统以充电模式或停止充电模式运行，设置所述制氢子系统以制氢模式运行，设置所述发电子系统为停机状态；
(4)第一类补偿策略：根据所述额定制氢功率PHe，设置所述电池储能子系统以放电模式或停止放电模式运行，设置所述制氢子系统为停机状态，设置所述发电子系统以发电模式运行；
(5)第二类补偿策略：根据所述最大充电功率PBcm和所述额定制氢功率PHe，设置所述电池储能子系统以放电模式或停止放电模式运行，设置所述制氢子系统为停机状态，设置所述发电子系统以发电模式运行。
在此基础上，对上述步骤S300所提及到的关于所述储能系统的标志位的生成过程进行展开描述，具体包括如下：
步骤S310、计算出所述短期预测发电功率的加权平均值为：
式中，Pwa为所述短期预测发电功率的加权平均值，N为所述短期预测发电功率中所包含的预测发电功率的总数量，Ps'(k)为所述短期预测发电功率中的第k个预测发电功率，sk为第k个预测发电功率Ps'(k)在所述短期预测发电功率中的出现频次。
需要说明的是，在未来特定时间段内的所述短期预测发电功率是采用现有的可再生能源发电功率超短期预测技术获取到的，当所述可再生能源采用风力发电方式时，所述未来特定时间段一般在[3h,4h]范围内进行取值，当所述可再生能源采用光伏发电方式时，所述未来特定时间段一般在[1h,2h]范围内进行取值，并且所述未来特定时间段是从所述当前时刻开始算起的，h为小时。
步骤S320、利用提前设置好的两个比例因子，对所述短期预测发电功率的加权平均值进行解析划分，以获取对应的四个功率阈值分别为：
式中，PR1H、PR1L、PR2H、PR2L为所述四个功率阈值，并且所述四个功率阈值的取值均大于零；c1、c2为所述两个比例因子，并且所述两个比例因子的取值范围均为(0,1)，c2>c1。
步骤S330、利用所述四个功率阈值来构建出不同的五个分区，再为所述五个分区对应设置不同的五个标志位，并且所述五个标志位对应关联着所述五类控制策略。
步骤S340、利用所述发电功率与所述五个分区之间的所属关系，生成所述储能系统的标志位，具体情况分别如下：
(1)当所述发电功率落在第一个分区[PR1L,PR1H](即不调节区)时，生成所述储能系统的标志位为Flag_m＝0，这一标志位与所述不调节策略相关联；
(2)当所述发电功率落在第二个分区[PR2H,∞)(即第一削峰区)时，生成所述储能系统的标志位为Flag_m＝1，这一标志位与所述第一类消纳策略相关联；
(3)当所述发电功率落在第三个分区[PR1H,PR2H](即第二削峰区)时，生成所述储能系统的标志位为Flag_m＝2，这一标志位与所述第二类消纳策略相关联；
(4)当所述发电功率落在第四个分区[PR2L,PR1L](即第一填谷区)时，生成所述储能系统的标志位为Flag_m＝3，这一标志位与所述第一类补偿策略相关联；
(5)当所述发电功率落在第五个分区[0,PR2L](即第二填谷区)时，生成所述储能系统的标志位为Flag_m＝4，这一标志位与所述第二类补偿策略相关联。
在此基础上，对上述步骤S700所提及到的关于所述控制策略的优化过程进行展开描述，具体包括以下四种情况：
第一种情况，当所述控制策略为所述第一类消纳策略(即说明所述储能系统的标志位为Flag_m＝1)时，控制所述第三开关K3处于断开状态，设置所述发电子系统为停机状态；控制所述第一开关K1处于闭合状态以接通所述电池储能子系统与所述电力输送线路之间的连接线路，控制所述第二开关K2处于闭合状态以接通所述制氢子系统与所述电力输送线路之间的连接线路，设置所述电池储能子系统和所述制氢子系统为运行状态；再利用所述偏差值ΔP、所述额定制氢功率PHe和所述最大充电功率PBcm之间的关系，设置所述电池储能子系统和所述制氢子系统的模式，具体如下：
(1)当ΔP≥PHe+PBcm并且所述电池储能子系统处于枯电状态(即所述化学电池的荷电状态值小于给定的第一SOC阈值)时，设置所述电池储能子系统为充电模式且以所述最大充电功率PBcm运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或者所述化学电池充满时停止充电；同时设置所述制氢子系统为制氢模式且以所述额定制氢功率PHe运行。
(2)当PHe≤ΔP<PHe+PBcm并且所述电池储能子系统处于枯电状态(即所述化学电池的荷电状态值小于给定的第一SOC阈值)时，设置所述电池储能子系统为充电模式且以启动时的实际充电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或者所述化学电池充满时停止充电；同时设置所述制氢子系统为制氢模式且以所述额定制氢功率PHe运行。
(3)当ΔP<PHe时，设置所述电池储能子系统为停止充电模式，同时设置所述制氢子系统为制氢模式且以启动时的实际制氢功率运行。
第二种情况，当所述控制策略为所述第二类消纳策略(即说明所述储能系统的标志位为Flag_m＝2)时，控制所述第三开关K3处于断开状态，设置所述发电子系统为停机状态；控制所述第一开关K1处于闭合状态以接通所述电池储能子系统与所述电力输送线路之间的连接线路，控制所述第二开关K2处于闭合状态以接通所述制氢子系统与所述电力输送线路之间的连接线路，设置所述电池储能子系统和所述制氢子系统为运行状态；再利用所述偏差值ΔP和所述额定制氢功率PHe之间的关系，设置所述电池储能子系统和所述制氢子系统的模式，具体如下：
(1)当ΔP≥PHe并且所述电池储能子系统处于枯电状态(即所述化学电池的荷电状态值小于给定的第一SOC阈值)时，设置所述电池储能子系统为充电模式且以启动时的实际充电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或者所述化学电池充满时停止充电；同时设置所述制氢子系统为制氢模式且以启动时的实际制氢功率运行。
(2)当ΔP<PHe时，设置所述电池储能子系统为停止充电模式，同时设置所述制氢子系统为制氢模式且以启动时的实际制氢功率运行。
第三种情况，当所述控制策略为所述第一类补偿策略(即说明所述储能系统的标志位为Flag_m＝3)时，控制所述第二开关K2处于断开状态，设置制氢子系统为停机状态；控制所述第一开关K1处于闭合状态以接通所述电池储能子系统与所述电力输送线路之间的连接线路，控制所述第三开关K3处于闭合状态以接通所述发电子系统与所述电力输送线路之间的连接线路，设置所述电池储能子系统和所述发电子系统为运行状态；再利用所述偏差值ΔP和所述额定制氢功率PHe之间的关系，设置所述电池储能子系统和所述发电子系统的模式，具体如下：
(1)当ΔP<-PHe并且所述电池储能子系统处于荷电状态(即所述化学电池的荷电状态值大于给定的第二SOC阈值)时，设置所述电池储能子系统为放电模式且以启动时的实际放电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或者所述化学电池放电至达到枯电状态时停止放电；同时设置所述发电子系统为发电模式且以启动时的实际发电功率运行。
(2)当-PHe≤ΔP<0时，设置所述电池储能子系统为停止放电模式，同时设置所述发电子系统为发电模式且以启动时的实际发电功率运行。
第四种情况，当所述控制策略为所述第二类补偿策略(即说明所述储能系统的标志位为Flag_m＝4)时，控制所述第二开关K2处于断开状态，设置制氢子系统为停机状态；控制所述第一开关K1处于闭合状态以接通所述电池储能子系统与所述电力输送线路之间的连接线路，控制所述第三开关K3处于闭合状态以接通所述发电子系统与所述电力输送线路之间的连接线路，设置所述电池储能子系统和所述发电子系统为运行状态；再利用所述偏差值ΔP、所述额定制氢功率PHe和所述最大充电功率PBcm之间的关系，设置所述电池储能子系统和所述发电子系统的模式，具体如下：
(1)当ΔP<-(PHe+PBcm)并且所述电池储能子系统处于荷电状态(即所述化学电池的荷电状态值大于给定的第二SOC阈值)时，设置所述电池储能子系统为放电模式且以所述最大放电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或者所述化学电池放电至达到枯电状态时停止放电；同时设置所述发电子系统为发电模式且以所述额定发电功率运行。
(2)当-(PHe+PBcm)≤ΔP<-PHe并且所述电池储能子系统处于荷电状态(即所述化学电池的荷电状态值大于给定的第二SOC阈值)时，设置所述电池储能子系统为放电模式且以所述实际放电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或者所述化学电池放电至达到枯电状态时停止放电；同时设置所述发电子系统为发电模式且以所述额定发电功率运行。
(3)当ΔP(k)≥-PHe时，设置所述电池储能子系统为停止放电模式，同时设置所述发电子系统为发电模式且以启动时的实际制氢功率运行。
需要说明的是，所述偏差值ΔP的计算公式为ΔP＝Ps-Pz，Ps为所述发电功率，Pz为所述负载功率；所述偏差值ΔP的变化率的计算公式为ΔP(k)为在当前时刻下的偏差值ΔP，ΔP(k-1)为在前一时刻下的偏差值ΔP；所述第一SOC阈值可以但不仅限于设置为20％，所述第二SOC阈值可以但不仅限于设置为80％；所述给定波动阈值可以但不仅限于设置为10％，具体根据实际应用需求进行调整，表征可再生能源的发电功率波动平稳程度，其值越小则越平稳。
在本发明实施例中，上述步骤S800所提及到的对所述负载电流进行谐波判断，具体表现为：对所述负载电流进行快速傅里叶变换，得到谐波电流值；当所述谐波电流值大于等于标准阈值时，判断所述负载电流出现谐波；当所述谐波电流值小于所述标准阈值时，判断所述负载电流并未出现谐波；其中，所述标准阈值可以采用针对公用电网的谐波标准(即IEEE 519标准)来制定。
在本发明实施例中，上述步骤S900的具体实施过程为：控制所述第四开关K4处于闭合状态以接通所述电力滤波器与所述电力输送线路之间的连接线路，控制所述电力滤波器滤除谐波电流，而实现谐波抑制功能。
在本发明实施例中，通过对可再生能源的当前发电功率和短期预测发电功率进行分析以获取储能系统的控制策略，再通过对可再生能源的当前发电功率、负载侧的当前负载功率以及储能系统的基本参数进行分析以对该控制策略进行优化完善，可以更有针对性地对该储能系统的当前运行状态进行可靠调节以对可再生能源进行有效的削峰填谷和平滑负荷，同时通过对负载侧的当前负载功率进行监测以在其出现谐波的情况下利用电力滤波器进行谐波抑制，由此可以提高可再生能源的电能质量。
此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的一种应用于可再生能源的储能系统的控制方法。其中，所述计算机可读存储介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随即存储器)、EPROM(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是说，存储设备包括由设备(例如计算机、手机等)以可读的形式存储或传输信息的任何介质，可以是只读存储器、磁盘或光盘等。
此外，图3是本发明实施例提供的计算机设备的硬件结构示意图，所述计算机设备包括处理器320、存储器330、输入单元340和显示单元350等器件。本领域技术人员可以理解，图3示出的设备结构器件并不构成对所有设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件。存储器330可用于存储计算机程序310以及各功能模块，处理器320运行存储在存储器330的计算机程序310，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理。存储器可以是内存储器或外存储器，或者包括内存储器和外存储器。内存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)、快闪存储器或者随机存储器。外存储器可以包括硬盘、软盘、U盘、磁带等。本发明实施例所公开的存储器330包括但不限于上述这些类型的存储器。本发明实施例所公开的存储器330只作为例子而非作为限定。
输入单元340用于接收信号的输入，以及接收用户输入的关键字。输入单元340可包括触控面板以及其它输入设备。触控面板可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户利用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板上或在触控面板附近的操作)，并根据预先设定的程序驱动相应的连接装置；其它输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如播放控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。显示单元350可用于显示用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端设备的各种菜单。显示单元350可采用液晶显示器、有机发光二极管等形式。处理器320是终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器330内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器330内的数据，执行各种功能和处理数据。
作为一个实施例，所述计算机设备包括处理器320、存储器330和计算机程序310，其中所述计算机程序310被存储在所述存储器330中并被配置为由所述处理器320所执行，所述计算机程序310被配置用于执行上述实施例中的一种应用于可再生能源的储能系统的控制方法。
尽管本申请的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求，考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本申请的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本申请进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本申请的非实质性改动仍可代表本申请的等效改动。
Claims (10)
1.一种应用于可再生能源的储能系统的控制方法，其特征在于，可再生能源通过电力输送线路向负载侧送电，储能系统作用于所述电力输送线路，所述方法包括：
当储能系统启动时，获取所述可再生能源在当前时刻下的发电功率以及在未来特定时间段内的短期预测发电功率；
根据所述发电功率和所述短期预测发电功率，确定所述储能系统的标志位，再调用给定数据库并从中获取与所述标志位相匹配的控制策略；
当所述控制策略为不调节策略时，保持所述储能系统的当前运行状态不变；
当所述控制策略为消纳策略或补偿策略时，获取所述负载侧在当前时刻下的负载功率，再计算所述发电功率与所述负载功率的偏差值；
根据所述偏差值和所述储能系统的基本参数，对所述控制策略进行优化，再利用优化后的控制策略对所述储能系统的当前运行状态进行调整。
2.根据权利要求1所述的应用于可再生能源的储能系统的控制方法，其特征在于，所述储能系统包括电池储能子系统、制氢子系统和发电子系统，所述电池储能子系统的内部设置有化学电池，所述储能系统的基本参数包括所述电池储能子系统的最大充电功率PBcm和最大放电功率、所述制氢子系统的额定制氢功率PHe和所述发电子系统的额定发电功率。
3.根据权利要求2所述的应用于可再生能源的储能系统的控制方法，其特征在于，所述给定数据库的内部记载有不同的五类控制策略，分别为不调节策略、第一类消纳策略、第二类消纳策略、第一类补偿策略和第二类补偿策略；
所述第一类消纳策略和所述第二类消纳策略为：设置所述电池储能子系统以充电模式或停止充电模式运行，设置所述制氢子系统以制氢模式运行，设置所述发电子系统为停机状态；
所述第一类补偿策略和所述第二类补偿策略为：设置所述电池储能子系统以放电模式或停止放电模式运行，设置所述制氢子系统为停机状态，设置所述发电子系统以发电模式运行；
其中，所述第一类消纳策略和所述第二类补偿策略与所述最大充电功率PBcm和所述额定制氢功率PHe有关，所述第二类消纳策略和所述第一类补偿策略与所述额定制氢功率PHe有关。
4.根据权利要求3所述的应用于可再生能源的储能系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述发电功率和所述短期预测发电功率，确定所述储能系统的标志位包括：
根据所述短期预测发电功率的加权平均值和给定的两个比例因子，确定四个功率阈值；
根据所述四个功率阈值构建出五个分区，所述五个分区对应绑定不同的五个标志位，所述五个标志位与所述五类控制策略相对应；
根据所述发电功率与所述五个分区的关系，确定所述储能系统的标志位。
5.根据权利要求3所述的应用于可再生能源的储能系统的控制方法，其特征在于，当所述控制策略为所述第一类消纳策略时，根据所述偏差值和所述储能系统的基本参数，对所述控制策略进行优化包括：
设置所述电池储能子系统和所述制氢子系统在接入所述电力输送线路之后为运行状态，设置所述发电子系统为停机状态；
当ΔP≥PHe+PBcm且所述电池储能子系统处于枯电状态时，设置所述电池储能子系统为充电模式且以所述最大充电功率PBcm运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或所述化学电池充满时停止充电；设置所述制氢子系统为制氢模式且以所述额定制氢功率PHe运行；
当PHe≤ΔP<PHe+PBcm且所述电池储能子系统处于枯电状态时，设置所述电池储能子系统为充电模式且以启动时的实际充电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或所述化学电池充满时停止充电；设置所述制氢子系统为制氢模式且以所述额定制氢功率PHe运行；
当ΔP<PHe时，设置所述电池储能子系统为停止充电模式，设置所述制氢子系统为制氢模式且以启动时的实际制氢功率运行。
6.根据权利要求3所述的应用于可再生能源的储能系统的控制方法，其特征在于，当所述控制策略为所述第二类消纳策略时，根据所述偏差值和所述储能系统的基本参数，对所述控制策略进行优化包括：
设置所述电池储能子系统和所述制氢子系统在接入所述电力输送线路之后为运行状态，设置所述发电子系统为停机状态；
当ΔP≥PHe且所述电池储能子系统处于枯电状态时，设置所述电池储能子系统为充电模式且以启动时的实际充电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或所述化学电池充满时停止充电；设置所述制氢子系统为制氢模式且以启动时的实际制氢功率运行；
当ΔP<PHe时，设置所述电池储能子系统为停止充电模式，设置所述制氢子系统为制氢模式且以启动时的实际制氢功率运行。
7.根据权利要求3所述的应用于可再生能源的储能系统的控制方法，其特征在于，当所述控制策略为所述第一类补偿策略时，根据所述偏差值和所述储能系统的基本参数，对所述控制策略进行优化包括：
设置所述电池储能子系统和所述发电子系统在接入所述电力输送线路之后为运行状态，设置所述制氢子系统为停机状态；
当ΔP<-PHe且所述电池储能子系统处于荷电状态时，设置所述电池储能子系统为放电模式且以启动时的实际放电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或所述化学电池放电至达到枯电状态时停止放电；设置所述发电子系统为发电模式且以启动时的实际发电功率运行；
当-PHe≤ΔP<0时，设置所述电池储能子系统为停止放电模式，设置所述发电子系统为发电模式且以启动时的实际发电功率运行。
8.根据权利要求3所述的应用于可再生能源的储能系统的控制方法，其特征在于，当所述控制策略为所述第二类补偿策略时，根据所述偏差值和所述储能系统的基本参数，对所述控制策略进行优化包括：
设置所述电池储能子系统和所述发电子系统在接入所述电力输送线路之后为运行状态，设置所述制氢子系统为停机状态；
当ΔP<-(PHe+PBcm)且所述电池储能子系统处于荷电状态时，设置所述电池储能子系统为放电模式且以所述最大放电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或所述化学电池放电至达到枯电状态时停止放电；设置所述发电子系统为发电模式且以所述额定发电功率运行；
当-(PHe+PBcm)≤ΔP<-PHe且所述电池储能子系统处于荷电状态时，设置所述电池储能子系统为放电模式且以所述实际放电功率运行，直到所述偏差值ΔP的变化率小于给定波动阈值或所述化学电池放电至达到枯电状态时停止放电；设置所述发电子系统为发电模式且以所述额定发电功率运行；
当ΔP(k)≥-PHe时，设置所述电池储能子系统为停止放电模式，设置所述发电子系统为发电模式且以启动时的实际制氢功率运行。
9.根据权利要求2所述的应用于可再生能源的储能系统的控制方法，其特征在于，所述储能系统还包括电力滤波器，所述方法还包括：
当所述储能系统启动时，获取所述负载侧在当前时刻下的负载电流；
当所述负载电流出现谐波时，控制所述电力滤波器接入所述电力输送线路运行以进行谐波抑制。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现如权利要求1至9任一项所述的应用于可再生能源的储能系统的控制方法。
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