一种电网储能系统出力控制方法及装置转让专利

申请号 : CN201510338005.X

文献号 : CN104868488B

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发明人 : 薛飞牟镠峰

申请人 : 北京睿能世纪科技有限公司

摘要 :

本发明实施例公开了一种电网储能系统出力控制方法及装置。在储能系统收到来自电网侧的目标功率调度指令后,开始获取各储能单元的受控状态和储能系统总体并网点处的实际出力值,继而将目标功率调度指令所携带的出力值和总体并网点实际出力值带入偏差补偿函数,经计算后获得补偿值,并依据补偿值对目标功率调度指令进行修正,最后将修正后的调度指令分发给各可控储能单元进行实际功率输出补偿,从而完成一个基于偏差补偿控制回路的反馈控制。由于反馈控制本身具有良好的实时性,且直接对实际出力值相对目标功率的偏差值进行了补偿,故而本发明实施例可以有效提升储能系统出力控制的精度。

权利要求 :

1.一种电网储能系统出力控制方法,应用储能系统中储能系统出力控制器,所述储能系统至少还包括:多个储能单元和用于监控所述储能系统的总体并网点的监控单元;其特征在于,所述方法包括:获得来自电网侧的目标功率调度指令;

获得各个储能单元的受控状态,其中,所述受控状态为当前时刻对应储能单元的受控状态,所述受控状态包括不可控状态和可控状态;

获得第二类出力值,所述第二类出力值为所述用于监控所述储能系统的总体并网点的监控单元所监控到的总体并网点在上一次功率调度指令响应过程的出力值;

将所述第二类出力值与所述目标功率调度指令进行函数运算,其中,所述函数运算为:将所述目标功率调度指令所携带的出力值和第二类出力值带入偏差补偿函数进行运算;

生成所述目标功率调度指令所对应的补偿信号,其中,所述补偿信号携带的补偿值为所述偏差补偿函数的计算结果;

利用所述补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令;

将所述修正后功率调度指令按照预设的子指令拆分规则分成通过受控状态为可控状态的储能单元来响应的功率调度子指令,所述子指令拆分规则包括:平均分发规则、按储能单元容量加权分发规则或按需按时分发规则;

将所述功率调度子指令分发给对应的受控状态为可控状态的储能单元,以使得:接收到功率调度子指令的受控状态为可控状态的储能单元按照所接收到的功率调度子指令输出功率。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述补偿值对所述目标功率调度指令进行修正,以获得修正后功率调度指令,包括:利用所述目标功率调度指令所携带出力值减去所述补偿值,以得到第一结果;

形成修正后功率调度指令,其中,所述修正后功率调度指令所携带的出力值为所述第一结果。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述依据所述补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令,包括:对所述补偿信号进行防耦合震荡处理,以得到优化后补偿信号,其中,所述优化后补偿信号具有预定的信号特性;

利用所述优化后补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述利用所述优化后补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令,包括:利用所述目标功率调度指令所携带出力值减去所述优化后补偿信号所携带的补偿值,以得到第一结果;

形成修正后功率调度指令,其中,所述修正后功率调度指令所携带的出力值为所述第一结果,所述修正后功率调度指令的信号特性为基于所述优化后补偿信号的预定的信号特性所确定出的信号特性。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述防耦合震荡处理的实现方式包括:通过在控制回路补偿信号输出端串联低通滤波器与比例积分控制器实现。

6.一种电网储能系统出力控制装置,应用储能系统中储能系统出力控制器,所述储能系统至少还包括:多个储能单元和用于监控所述储能系统的总体并网点的监控单元;其特征在于,电网储能系统出力控制装置包括:功率调度指令获取模块,用于获取电网侧的目标功率调度指令;

受控状态获取模块,用于获得各个储能单元的受控状态,其中,所述受控状态为当前时刻对应储能单元的受控状态,所述受控状态包括不可控状态和可控状态;

第二类出力信息获取模块,获得第二类出力值,所述第二类出力值为所述用于监控所述储能系统的总体并网点的监控单元所监控到的总体并网点在上一次功率调度指令响应过程的出力值;

函数运算模块,用于将所述第二类出力值与所述目标功率调度指令进行函数运算,其中,所述函数运算为:将所述目标功率调度指令所携带的出力值和第二类出力值带入偏差补偿函数进行运算;

补偿信号生成模块,用于生成所述目标功率调度指令所对应的补偿信号,其中,所述补偿信号携带的补偿值为所述偏差补偿函数的计算结果;

指令修正模块,利用所述补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令;

指令拆分模块,用于将所述修正后功率调度指令按照预设的子指令拆分规则分成通过受控状态为可控状态的储能单元来响应的功率调度子指令,所述子指令拆分规则包括:平均分发规则、按储能单元容量加权分发规则或按需按时分发规则;

子指令发送模块,用于将功率调度子指令分发给对应的受控状态为可控状态的储能单元,以使得:接收到功率调度子指令的受控状态为可控状态的储能单元按照所接收到的功率调度子指令输出功率。

7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述指令修正模块,包括:出力值处理子模块,用于利用所述目标功率调度指令所携带出力值减去所述补偿值,以得到第一结果;

第一指令修正子模块,用于形成修正后功率调度指令,其中,所述修正后功率调度指令所携带的出力值为所述第一结果。

8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述指令修正模块,包括:防耦合震荡子模块,用于对所述补偿信号进行防耦合震荡处理,以得到优化后补偿信号,其中,所述优化后补偿信号具有预定的信号特性;第二指令修正子模块,用于利用所述优化后补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令。

9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述第二指令修正子模块,具体用于:利用所述目标功率调度指令所携带出力值减去所述优化后补偿信号所携带的补偿值,以得到第一结果;

形成修正后功率调度指令,其中,所述修正后功率调度指令所携带的出力值为所述第一结果,所述修正后功率调度指令的信号特性为基于所述优化后补偿信号的预定的信号特性所确定出的信号特性。

说明书 :

一种电网储能系统出力控制方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电网控制领域,特别涉及一种电网储能系统出力控制方法及装置。

背景技术

[0002] 随着电力电子技术的发展,人们对电能的需求量与日俱增,同时对供电质量的要求也不断提高。基于这个原因,当今电网在保证电网安全稳定运行、对外可靠供电、各类电力生产工作有序进行的同时,更需要准确调度各类发电系统以保证充足的电能供应。目前电网发电系统主要包括稳定的火力发电、水力发电与核能发电,除此之外还有少量的新能源发电系统。社会生产和生活会在不同的时间有不同的电力诉求,这时候人们就需要将稳定输出的过剩电能储藏起来,将瞬时波动性较强的新能源电能整合稳定下来,以应对用电高峰时段的电能供应。储能技术便是目前满足这一需求的新兴电力电网技术。
[0003] 储能技术目前分为三大类:物理储能、化学储能和电磁储能。每种储能技术都拥有对应的储能系统,每种系统都会包含一定数量的储能单元。以化学储能系统为例,一个固定容量的化学电池即为其一个储能单元。目前的储能控制技术多是以储能单元为研究对象,以优化储能单元性能为首要目的。而在电网储能系统出力控制领域,许多控制技术也是建立在储能单元理想可控的基础上,鲜有方案详细涉及对储能系统内不可控因素的处理方法。
[0004] 储能系统在运行中会存在许多误差因素,诸如可控储能单元的控制误差、线路损耗、不受控的负荷或电源点、由于硬件故障或维护而不受控的储能单元等误差因素,如果只依靠各储能单元的功率输出控制很难避免这些误差。当上述因素累积起来,便会使最终接入电网的实际功率与期望功率有较大的误差,影响用户供电质量。一般现有的解决方案便是牺牲监控成本,即增设监控节点来加强局部控制,但依旧难以解决固有误差和设备故障所带来的精度问题。

发明内容

[0005] 为了解决上述问题,本发明实施例公开了一种电网储能系统控制方法及装置,以有效提升电网储能系统出力控制精度,具体技术方案如下:
[0006] 第一方面,本发明实施例提供了一种电网储能系统出力控制方法,应用储能系统中储能系统出力控制装器,所述储能系统至少还包括:多个储能单元和用于监控所述储能系统的总体并网点的监控单元;所述方法包括:
[0007] 获得来自电网侧的目标功率调度指令;
[0008] 获得各个储能单元的受控状态,其中,所述受控状态为当前时刻对应储能单元的受控状态,所述受控状态包括不可控状态和可控状态;
[0009] 获得第二类出力值,所述第二类出力值为所述用于监控所述储能系统的总体并网点的监控单元所监控到的总体并网点在上一次功率调度指令响应过程的出力值;
[0010] 将所述第二类出力值与所述目标功率调度指令进行函数运算,其中,所述函数运算为:将所述目标功率调度指令所携带的出力值和第二类出力值带入偏差补偿函数进行运算;
[0011] 生成所述目标功率调度指令所对应的补偿信号,其中,所述补偿信号携带的补偿值为所述偏差补偿函数的计算结果;
[0012] 利用所述补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令;
[0013] 将所述修正后功率调度指令按照预设的子指令拆分规则分成通过受控状态为可控状态的储能单元来响应的功率调度子指令;
[0014] 将所述功率调度子指令分发给对应的受控状态为可控状态的储能单元,以使得:接收到功率调度子指令的受控状态为可控状态的储能单元按照所接收到的功率调度子指令输出功率。
[0015] 可选的,根据所述补偿值对所述目标功率调度指令进行修正,以获得修正后功率调度指令,包括:
[0016] 利用所述目标功率调度指令所携带出力值减去所述补偿值,以得到第一结果;
[0017] 形成修正后功率调度指令,其中,所述修正后功率调度指令所携带的出力值为所述第一结果。
[0018] 可选的,所述子指令拆分规则包括:平均分发规则、按储能单元容量加权分发规则或按需按时分发规则。
[0019] 可选的,所述依据所述补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令,包括:
[0020] 对所述补偿信号进行防耦合震荡处理,以得到优化后补偿信号,其中,所述优化后补偿信号具有预定的信号特性;
[0021] 利用所述优化后补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令。
[0022] 可选的,所述利用所述优化后补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令,包括:
[0023] 利用所述目标功率调度指令所携带出力值减去所述优化后补偿信号所携带的补偿值,以得到第一结果;
[0024] 形成修正后功率调度指令,其中,所述修正后功率调度指令所携带的出力值为所述第一结果,所述修正后功率调度指令的信号特性为基于所述优化后补偿信号的预定的信号特性所确定出的信号特性。
[0025] 可选的,所述防耦合震荡处理的实现方式包括:通过在控制回路补偿信号输出端串联低通滤波器与比例积分控制器实现。
[0026] 第二方面,本发明实施例还提供了一种电网储能系统出力控制装置,应用储能系统中储能系统出力控制装器,所述储能系统至少还包括:多个储能单元和用于监控所述储能系统的总体并网点的监控单元;电网储能系统出力控制装置包括:
[0027] 功率调度指令获取模块,用于获取电网侧的目标功率调度指令;
[0028] 受控状态获取模块,用于获得各个储能单元的受控状态,其中,所述受控状态为当前时刻对应储能单元的受控状态,所述受控状态包括不可控状态和可控状态;
[0029] 第二类出力信息获取模块,获得第二类出力值,所述第二类出力值为所述用于监控所述储能系统的总体并网点的监控单元所监控到的总体并网点在上一次功率调度指令响应过程的出力值;
[0030] 函数运算模块,用于将所述第二类出力值与所述目标功率调度指令进行函数运算,其中,所述函数运算为:将所述目标功率调度指令所携带的出力值和第二类出力值带入偏差补偿函数进行运算;
[0031] 补偿信号生成模块,用于生成所述目标功率调度指令所对应的补偿信号,其中,所述补偿信号携带的补偿值为所述偏差补偿函数的计算结果;
[0032] 指令修正模块,利用所述补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令;
[0033] 指令拆分模块,用于将所述修正后功率调度指令按照预设的子指令拆分规则分成通过受控状态为可控状态的储能单元来响应的功率调度子指令;
[0034] 子指令发送模块,用于将功率调度子指令分发给对应的受控状态为可控状态的储能单元,以使得:接收到功率调度子指令的受控状态为可控状态的储能单元按照所接收到的功率调度子指令输出功率。
[0035] 可选的,所述指令修正模块,包括:
[0036] 出力值处理子模块,用于利用所述目标功率调度指令所携带出力值减去所述补偿值,以得到第一结果;
[0037] 第一指令修正子模块,用于形成修正后功率调度指令,其中,所述修正后功率调度指令所携带的出力值为所述第一结果。
[0038] 可选的,所述指令修正模块,包括:
[0039] 防耦合震荡子模块,用于对所述补偿信号进行防耦合震荡处理,以得到优化后补偿信号,其中,所述优化后补偿信号具有预定的信号特性;第二指令修正子模块,用于利用所述优化后补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令。
[0040] 可选的,所述第二指令修正子模块,具体用于:
[0041] 利用所述目标功率调度指令所携带出力值减去所述优化后补偿信号所携带的补偿值,以得到第一结果;
[0042] 形成修正后功率调度指令,其中,所述修正后功率调度指令所携带的出力值为所述第一结果,所述修正后功率调度指令的信号特性为基于所述优化后补偿信号的预定的信号特性所确定出的信号特性。
[0043] 本发明实施例获取数据信息的方式依然是通过典型电网储能系统的基本监控节点,是不需要增设监控装置的,相对节约了功率控制的成本。本申请实施例将储能系统整体看做一个控制对象,采用经典的闭环控制回路,本身便具有良好的实时性;同时,本申请实施例中偏差补偿控制回路产生的补偿信号所针对的偏差值,是直接来自目标功率调度指令与总体并网点实际出力值的比较运算的,修正过程更为简单精确,总结上述优点,本申请实施例可以有效提升电网储能系统出力控制精度。

附图说明

[0044] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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。
[0045] 图1为本发明实施例所述典型储能系统结构示意图图;
[0046] 图2为本发明实施例所提供的一种电网储能系统出力控制方法的流程图;
[0047] 图3为本发明实施例所提供的一种电网储能系统出力控制方法的另一流程图;
[0048] 图4为本发明实施例所述偏差补偿控制回路与储能单元控制回路关系示意图;
[0049] 图5为本发明实施例所提供的一种所述防耦合震荡模块的结构示意图;
[0050] 图6为本发明实施例所提供的一种电网储能系统出力控制装置的结构示意图;
[0051] 图7为本发明实施例所提供的一种电网储能系统出力控制装置中指令修正模块的结构示意图;
[0052] 图8为本发明实施例所提供的一种电网储能系统出力控制装置中指令修正模块的结构示意图。

具体实施方式

[0053] 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,所描述的实施例仅仅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。
[0054] 目前,为了满足不同用户在不同时段的用电需求和达到稳定兼容新能源发电系统的目标,典型的电网储能系统拓扑框架如图1所示,包括:储能系统出力控制器、储能单元、不受控电网单元、用于监控所述储能系统的总体并网点的第一类监控单元。其中,因为各储能单元的电能输出电压较低,需要统一经过升压变压器提升为较高的电网侧并网电压,所以需要将所述升压变压器安装于对应储能系统的总体并网线路上;点CCP为储能系统的总体并网处监控储能系统实际出力值的监控节点,点CCP可以设置在所述升压变压器之前,也可以设置在所述升压变压器之后;点CPX为第二类监控单元所需监控的不受控电网模块所对应的接入点。
[0055] 以下涉及到的储能系统中的所有数值运算,向电网侧输出功率定义为正(+),从电网侧吸收功率定义为负(-);在计算过程中所有数值均需采用统一的物理单位,但并不因此对实际应用中的数值信号形式做出限定。
[0056] 所述储能系统拥有储能单元的数量为N,N≥1;同时每个储能单元一般是相互并联在一起;所述储能单元具备自我监控功能,这一功能主要通过储能单元内置的如功率变换装置一类的单元来实现,其中,如功率变化装置一类的单元通过监控与所在储能单元相关的节点来获得该储能单元的受控状态,举例而言:如图1所示,CP1、CP2……CPN可以分别作为相应储能单元所相关的节点,通过对相关节点的监测可以获得受控状态。
[0057] 现在常规的储能系统出力控制过程,都是在储能系统出力控制器获得来自电网侧的目标功率调度指令后,直接将目标功率调度指令按照指令分发规则分发给各个储能单元,对于出力的控制主要依靠上述储能单元自身的功率输出控制。因此常规的储能系统出力控制系统将难以避免下列误差的影响:
[0058] (1)各储能单元本身存在的固有误差,包括信号传输误差、测量误差和控制误差;
[0059] (2)由于从各储能单元监控节点CPL(L=1,2,3…,N)到储能系统并网点CCP之间传输线路损耗造成的误差;
[0060] (3)当有储能单元由于通讯故障、内部储能模块故障或维护等原因,无法接受子功率调度指令或相应子功率调度指令时,即当现有的储能单元成为不可控单元时,储能系统实际出力值因此与目标功率出力值产生的偏差;
[0061] (4)由于所述储能系统内诸多设备接入系统的连接回路和连接端口的不同,在储能系统总体并网点CCP与各储能单元监控节点CPL间会存在其他不受控的负荷和电源点,在本发明实施例中将所有所述不受控的负荷和电源点的集合看做如图1所示的不受控电网单元,对应的第二类监控单元所在的监控节点记为CPX。不受控电网单元令储能系统实际出力值相对目标功率值产生的偏差。
[0062] 由于上述误差的存在,伴随着时间的不断积累,会造成储能系统并网点CCP出力与电网侧目标功率调度指令出现较大的偏差。
[0063] 针对以上所述误差,基于现有的储能系统,在不改变储能系统结构,即不增加监控节点的情况下,本发明实施例提供了一种电网储能系统出力控制方法及装置,以提高储能系统的出力精准性。
[0064] 需要说明的是,本发明实施例所提供的一种电网储能系统出力控制方法应用于储能系统中的储能系统出力控制器,该储能系统至少还包括:多个储能单元、用于监控所述储能系统的总体并网点的第一类监控单元。
[0065] 其中,在实际应用中,该储能系统出力控制器具体具体形式包括:PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)、DSP(Digital Signal Process,数字信号处理技术)芯片或其他可编程控制器平台;同时,所述控制器具体也可以是经过专门设计的模拟电路装置。
[0066] 如图1中,各储能单元中还包括对应的储能电池模块,该储能电池模块的储能形式包括:例如锂电池、液流电池等的化学储能形式;或者像飞轮、空气压缩等的物理储能形式;还可以是诸如电容、超级电容、超导储能等的电磁储能形式。
[0067] 如图2所示,本发明实施例所提供的一种电网储能系统出力控制方法,可以包括如下步骤:
[0068] S201,获得来自电网侧的目标功率调度指令;
[0069] 其中,将所述目标功率调度指令所携带的出力值记作P指令;所述目标功率调度指令来自于储能系统所属的电网调度中心,是通过依据包括电网用户的耗电趋势、电网中各发电系统的电力供应能力和储能系统电能容量等因素来确定的。
[0070] S202,获得各个储能单元的受控状态,其中,所述受控状态为当前时刻对应储能单元的受控状态,所述受控状态包括不可控状态和可控状态;
[0071] 其中,所述储能单元具有监测自身受控状态的能力,具体实现的方式包括:通过储能单元自身配置的用于专门监测受控状态的装置来获取对应信息;还可以通过储能单元的控制装置所输出的出力信号来判断对应储能单元的受控状态:以储能单元的功率变换装置为例,当功率变换装置输出的出力信号为响应上一次指令所得的,对应储能单元处于可控状态;当功率变换装置输出的出力信号不是响应上一次指令多得的,对应储能单元处于不可控状态。
[0072] S203,获得第二类出力值,所述第二类出力值为所述用于监控所述储能系统的总体并网点的监控单元所监控到的总体并网点在上一次功率调度指令响应过程的出力值;
[0073] 其中,在所述典型的储能系统的总体并网点处,会设有专门的监测装置以获得所述储能系统的实际出力值,记作PO。
[0074] S204,将所述第二类出力值与所述目标功率调度指令进行函数运算,其中,所述函数运算为:将所述目标功率调度指令所携带的出力值和第二类出力值带入偏差补偿函数进行运算;
[0075] 所述偏差补偿函数根据不同的控制需求和实际储能系统的设计特点会有不同的具体算法,可简记为F(P指令,PO)。其中,所述的具体算法可以采用的现有算法,在此不做赘述。
[0076] S205,生成所述目标功率调度指令所对应的补偿信号,其中,所述补偿信号携带的补偿值为所述偏差补偿函数的计算结果;
[0077] 其中,所述补偿信号携带的补偿值可记作PC,PC为所述偏差补偿函数的计算结果,可记作
[0078] PC=F(P指令,PO);
[0079] S206,利用所述补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令;
[0080] 其中,修正后功率调度指令所携带的出力值可记作P修正,所述对目标功率调度指令进行修正,实际为一个信号处理过程,具体可以为:利用所述目标功率调度指令所携带出力值减去所述补偿值,以得到第一结果,第一结果为修正后功率调度指令所携带的出力值,即有:
[0081] P修正=PO-PC
[0082] S207,将所述修正后功率调度指令按照预设的子指令拆分规则分成通过受控状态为可控状态的储能单元来响应的功率调度子指令;
[0083] 所述指令拆分规则可以包括:平均拆分规则、按储能单元容量加权拆分规则或按需按时拆分规则,拆分规则可以根据实际需要进行灵活选择;将拆分所得的对应储能单元L的功率调度子指令所携带的出力值记为P指令L,且
[0084] P修正=∑P指令L
[0085] 需要说明的是,将所述修正后功率调度指令按照预设的子指令拆分规则分成通过受控状态为可控状态的储能单元来响应的功率调度子指令的具体实现方式,可以采用现有技术进行实现,由于不涉及本方案的发明点,在此不做赘述。
[0086] S208,将所述功率调度子指令分发给对应的受控状态为可控状态的储能单元,以使得:接收到功率调度子指令的受控状态为可控状态的储能单元按照所接收到的功率调度子指令输出功率。
[0087] 在将所述修正后功率调度指令分成功率调度子指令后,可以将所述功率调度子指令发送给对应的受控状态为可控状态的储能单元;相应的,每一受控状态为可控状态的储能单元在接收到功率调度子指令后,可以按照所接收到的功率调度子指令输出功率,至此完成本次的目标功率调度指令的响应。
[0088] 本发明实施例获取数据信息的方式依然是通过典型电网储能系统的基本监控节点,是不需要增设监控装置的,相对节约了功率控制的成本。本申请实施例将储能系统整体看做一个控制对象,采用经典的闭环控制回路,本身便具有良好的实时性;同时,本申请实施例中偏差补偿控制回路产生的补偿信号所针对的偏差值,是直接来自目标功率调度指令与总体并网点实际出力值的比较运算的,修正过程更为简单精确,总结上述优点,本申请实施例可以有效提升电网储能系统出力控制精度。
[0089] 为了提高精度,在本发明的一种优选实现方式中,参见图3,提供了另一种电网储能系统出力控制方法的流程示意图,与前述实施例相比,本实施例中,所述依据所述补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令(S206),可以包括:
[0090] S206A,对所述补偿信号进行防耦合震荡处理,以得到优化后补偿信号,其中,所述优化后补偿信号具有预定的信号特性;
[0091] S206B,利用所述优化后补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令。
[0092] 具体的,利用所述优化后补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令,可以包括:
[0093] 利用所述目标功率调度指令所携带出力值减去所述优化后补偿信号所携带的补偿值,以得到第一结果;
[0094] 形成修正后功率调度指令,其中,所述修正后功率调度指令所携带的出力值为所述第一结果,所述修正后功率调度指令的信号特性为基于所述优化后补偿信号的预定的信号特性所确定出的信号特性。
[0095] 具体如图4中可以看到,储能系统出力偏差补偿回路与储能单元内部出力控制回路构成双环回路,为了避免两者之间的耦合振荡,需要对补偿函数F(P指令,PO)做精细设计,即对所述补偿信号进行防耦合震荡处理,以得到优化后补偿信号;各储能单元出力控制回路用以快速响应各单元出力指令,偏差补偿控制回路则用以实现对偏差的稳态无净差补偿,因此,偏差补偿控制回路的速率应远低于储能单元出力控制回路。需要说明的是,图4所述的偏差补偿器为执行将所述第二类出力值与所述目标功率调度指令进行函数运算和生成所述目标功率调度指令所对应的补偿信号的功能模块的组合。
[0096] 参见图5所示,所述防耦合震荡处理具体包括:在所述补偿信号输出端加装低通滤波器和PI控制器,通过低通滤波器将高频信号滤除,降低偏差补偿控制函数的响应速率。
[0097] 二阶低通滤波器:两阶低通滤波器 其中ξ为低通滤波器阻尼,可选择0.4-0.7;ω为低通滤波器截至频率,如储能系统出力响应时间为T,则应选择
[0098] PI控制器: 其中Kp为控制器比例增益,可选择为0.5~1;KI为控制器积分增益,可根据实际情况调节增益。
[0099] 需要说明的是,所述修正后功率调度指令具有所述预定信号特征;修正后功率调度指令所携带的出力值可记作P修正。
[0100] 可见,本方案,在不增设监控装置的前提下,能够对目标功率调度指令进行修正处理,且在不影响所述储能系统出力控制稳定性的同时,有效了提升储能系统的出力控制精度。
[0101] 本发明实施例提供了一种电网储能系统出力控制装置,应用储能系统中储能系统出力控制装器,所述储能系统至少包还括:多个储能单元和用于监控所述储能系统的总体并网点的监控单元;如图6所示,电网储能系统出力控制装置包括:
[0102] 功率调度指令获取模块610,用于获取电网侧的目标功率调度指令。
[0103] 受控状态获取模块620,用于获得各个储能单元的受控状态,其中,所述受控状态为当前时刻对应储能单元的受控状态,所述受控状态包括不可控状态和可控状态。
[0104] 第二类出力信息获取模块630,获得第二类出力值,所述第二类出力值为所述用于监控所述储能系统的总体并网点的监控单元所监控到的总体并网点在上一次功率调度指令响应过程的出力值。
[0105] 函数运算模块640,用于将所述第二类出力值与所述目标功率调度指令进行函数运算,其中,所述函数运算为:将所述目标功率调度指令所携带的出力值和第二类出力值带入偏差补偿函数进行运算。
[0106] 补偿信号生成模块650,用于生成所述目标功率调度指令多对应的补偿信号,其中,所述补偿信号携带的补偿值为所述偏差补偿函数的计算结果。
[0107] 指令修正模块660,利用所述补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与多数目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令。
[0108] 指令拆分模块670,用于将所述修正后功率调度指令按照预设的子指令拆分规则分成通过受控状态为可控状态的储能单元来响应的功率调度子指令。
[0109] 子指令发送模块680,用于将功率调度子指令分发给对应的受控状态为可控状态的储能单元,以使得:接收到功率调度子指令的受控状态为可控状态的储能单元按照所接收到的功率调度子指令输出功率。
[0110] 本发明实施例获取数据信息的方式依然是通过典型电网储能系统的基本监控节点,是不需要增设监控装置的,相对节约了功率控制的成本。本申请实施例将储能系统整体看做一个控制对象,采用经典的闭环控制回路,本身便具有良好的实时性;同时,本申请实施例中偏差补偿控制回路产生的补偿信号所针对的偏差值,是直接来自目标功率调度指令与总体并网点实际出力值的比较运算的,修正过程更为简单精确,总结上述优点,本申请实施例可以有效提升电网储能系统出力控制精度。
[0111] 具体的,所述指令拆分模块670所利用的预设的子指令拆分规则包括:
[0112] 平均拆分规则、按储能单元容量加权拆分规则或按需按时拆分规则。
[0113] 具体的,在一种实现方式中,如图7所示,所述指令修正模块660,可以包括:
[0114] 出力值处理子模块661,用于利用所述目标功率调度指令所携带出力值减去所述补偿值,以得到第一结果;
[0115] 第一指令修正子模块662,用于形成修正后功率调度指令,其中,所述修正后功率调度指令所携带的出力值为所述第一结果。
[0116] 具体的,在另一种实现方式中,如图8所示,所述指令修正模块660,可以包括:
[0117] 防耦合震荡子模块663,用于对所述补偿信号进行防耦合震荡处理,以得到优化后补偿信号,其中,所述优化后补偿信号具有预定的信号特性;
[0118] 第二指令修正子模块664,用于利用所述优化后补偿信号对目标功率调度指令进行修正,获得与所述目标功率调度指令相对应的修正后功率调度指令。
[0119] 具体的,所述第二指令修正子模块664,具体用于:
[0120] 利用所述目标功率调度指令所携带出力值减去所述优化后补偿信号所携带的补偿值,以得到第一结果;
[0121] 形成修正后功率调度指令,其中,所述修正后功率调度指令所携带的出力值为所述第一结果,所述修正后功率调度指令的信号特性为基于所述优化后补偿信号的预定的信号特性所确定出的信号特性。
[0122] 对于装置实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0123] 为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然,在实施本发明时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0124] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0125] 本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0126] 本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中,这里所称得的存储介质,如:ROM/RAM、磁碟、光盘等。
[0127] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。