本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的方法及裝置。
背景技術(shù):
在發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)組的機(jī)端接入儲(chǔ)能系統(tǒng)后,發(fā)電系統(tǒng)向外提供的總體出力,由原有的發(fā)電機(jī)組出力,變?yōu)榘l(fā)電機(jī)組與儲(chǔ)能系統(tǒng)的出力的總和,這種儲(chǔ)能系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)組聯(lián)合響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令運(yùn)行的方式,可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)組的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),從而為電網(wǎng)提供更加優(yōu)質(zhì)、高效的服務(wù)。
儲(chǔ)能系統(tǒng)接入發(fā)電機(jī)組機(jī)端后,儲(chǔ)能系統(tǒng)響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令時(shí)的允許出力范圍不僅受儲(chǔ)能系統(tǒng)自身容量和充電狀態(tài)的限制,還會(huì)受到發(fā)電系統(tǒng)中的與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量的影響。例如,如圖1所示,儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)高廠變低壓側(cè)接入發(fā)電機(jī)組機(jī)端后,儲(chǔ)能系統(tǒng)充電時(shí),其表現(xiàn)為負(fù)荷特性,儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際提供的充電功率與高廠變下其他負(fù)荷的功率疊加后,不能超過(guò)高廠變的容量;儲(chǔ)能系統(tǒng)放電時(shí),其表現(xiàn)為電源特性,當(dāng)高廠變由于計(jì)量或高廠變?cè)O(shè)備等原因,不允許通過(guò)高廠變向電網(wǎng)反向饋送電能時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際提供的放電功率減去高廠變下其他負(fù)荷的功率后不能大于零。
因此,如何實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力和與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量的協(xié)調(diào)控制是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的方法及裝置,可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力和與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量協(xié)調(diào)控制的目的,使得儲(chǔ)能系統(tǒng)在更為合理的允許出力范圍內(nèi)出力,提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的方法,應(yīng)用于發(fā)電系統(tǒng),所述方法包括:
獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率,記為外 負(fù)荷總功率;
根據(jù)所述外負(fù)荷總功率,確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率;
當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為負(fù)時(shí),判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值的絕對(duì)值是否不大于所述允許充電功率,如果是,執(zhí)行所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制所述儲(chǔ)能系統(tǒng)按所述允許充電功率出力;
當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為正時(shí),判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值是否不大于所述允許放電功率,如果是,執(zhí)行所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制所述儲(chǔ)能系統(tǒng)按所述允許放電功率出力。
優(yōu)選的,所述獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率包括:
定期地獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率并存儲(chǔ);
或者,在接收到所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令后,獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率。
優(yōu)選的,所述根據(jù)所述外負(fù)荷總功率,確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率包括:
計(jì)算所述接入點(diǎn)設(shè)備的額定功率容量和所述外負(fù)荷總功率的差,比較所述差和所述外負(fù)荷總功率的大小,將其中較小的一個(gè)確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率;
比較所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率容量和所述外負(fù)荷總功率的大小,將其中較小的一個(gè)確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率。
優(yōu)選的,所述根據(jù)所述外負(fù)荷總功率,確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率包括:
確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始允許放電功率;
比較所述初始允許充電功率和所述初始允許放電功率大??;
當(dāng)所述初始允許充電功率大于所述初始允許放電功率時(shí),根據(jù)第一修正函數(shù)對(duì)所述初始允許充電功率進(jìn)行修正,將修正后的初始允許充電功率確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率;
當(dāng)所述初始允許放電功率大于所述初始允許充電功率時(shí),根據(jù)第二修正函數(shù)對(duì)所述初始允許放電功率進(jìn)行修正,將修正后的初始允許放電功率確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率。
優(yōu)選的,所述第一修正函數(shù)為:
允許充電功率=max{a,min{b,b-(soc-socref)·en·k1}}
所述第二修正函數(shù)為:
允許放電功率=max{b,min{a,a+(soc-socref)·en·k2}}
其中,a為初始允許放電功率,b為初始允許充電功率,soc為所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電狀態(tài),socref為期望所述儲(chǔ)能系統(tǒng)保持的充電狀態(tài),en為儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定能量容量,k1為第一平衡控制增益,k2為第二平衡控制增益。
優(yōu)選的,
其中,t1和t2為與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量受限持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度的估計(jì)值,
本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的裝置,應(yīng)用于發(fā)電系統(tǒng),所述裝置包括:外負(fù)荷總功率確定模塊、允許充放電功率確定模塊、第一處理模塊和第二處理模塊,
所述外負(fù)荷總功率確定模塊,用于獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率,記為外負(fù)荷總功率;
所述允許充放電功率確定模塊,用于根據(jù)所述外負(fù)荷總功率,確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率;
所述第一處理模塊,用于當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為負(fù)時(shí),判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值的絕對(duì)值是否不大于所述允許充電功率,如果是,執(zhí)行所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制所述儲(chǔ)能系統(tǒng)按所述允許充電功率出力;
所述第二處理模塊,用于當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為正時(shí),判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值是否不大于所述允許放電功率,如果是,執(zhí)行所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制所述儲(chǔ)能系統(tǒng)按所述允許放電功率出力。
優(yōu)選的,所述外負(fù)荷總功率確定模塊具體用于定期地獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率并存儲(chǔ);或者,在接收到所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令后,獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率。
優(yōu)選的,所述允許充放電功率確定模塊包括:第一比較子模塊和第二比較子模塊;
所述第一比較子模塊,用于計(jì)算所述接入點(diǎn)設(shè)備的額定功率容量和所述外負(fù)荷總功率的差,比較所述差和所述外負(fù)荷總功率的大小,將其中較小的一個(gè)確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率;
所述第二比較子模塊,用于比較所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率容量和所述外負(fù)荷總功率的大小,將其中較小的一個(gè)確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率。
優(yōu)選的,所述允許充放電功率確定模塊,包括:第一確定子模塊、第三比較子模塊、第一修正子模塊和第二修正子模塊,
所述第一確定子模塊,用于確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始允許放電功率;
所述第三比較子模塊,用于比較所述初始允許充電功率和所述初始允許放電功率大小;
所述第一修正子模塊,用于當(dāng)所述初始允許充電功率大于所述初始允許放電功率時(shí),根據(jù)第一修正函數(shù)對(duì)所述初始允許充電功率進(jìn)行修正,將修正后的 初始允許充電功率確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率;
所述第二修正子模塊,用于當(dāng)所述初始允許放電功率大于所述初始允許充電功率時(shí),根據(jù)第二修正函數(shù)對(duì)所述初始允許放電功率進(jìn)行修正,將修正后的初始允許放電功率確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率。
優(yōu)選的,所述第一修正函數(shù)為:
允許充電功率=max{a,min{b,b-(soc-socref)·en·k1}}
所述第二修正函數(shù)為:
允許放電功率=max{b,min{a,a+(soc-socref)·en·k2}}
其中,a為初始允許放電功率,b為初始允許充電功率,soc為所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電狀態(tài),socref為期望所述儲(chǔ)能系統(tǒng)保持的充電狀態(tài),en為儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定能量容量,k1為第一平衡控制增益,k2為第二平衡控制增益。
優(yōu)選的,
其中,t1和t2為與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量受限持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度的估計(jì)值,
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的方法及裝置,可以獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率,記為外負(fù)荷總功率;根據(jù)外負(fù)荷總功率,確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率和儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率;當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為負(fù)時(shí),判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值的絕對(duì)值是否不大于允許充電功率,如果是,執(zhí)行儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制儲(chǔ)能系統(tǒng)按允許充電功率出力;當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為正時(shí),判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值是否不大于允許放電功率,如果是,執(zhí)行儲(chǔ)能系統(tǒng) 出力指令;否則,控制儲(chǔ)能系統(tǒng)按允許放電功率出力。由于本發(fā)明實(shí)施例提供的一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的方法及裝置,考慮了與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)允許出力范圍的影響,因此,應(yīng)用本發(fā)明提供的方法和裝置,確定的儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許出力范圍更為合理可靠,能夠達(dá)到儲(chǔ)能系統(tǒng)出力和與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量協(xié)調(diào)控制的目的,使得儲(chǔ)能系統(tǒng)在更好的狀態(tài)運(yùn)行,提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命。當(dāng)然,實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法必不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為儲(chǔ)能系統(tǒng)接入發(fā)電機(jī)組的一種可能的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的方法的流程圖;
圖3為本發(fā)明圖2所示的實(shí)施例中的步驟s102的具體步驟;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的裝置的結(jié)構(gòu)圖;
圖5為本發(fā)明圖4所示的實(shí)施例中的模塊302的具體結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的方法及裝置,應(yīng)用于發(fā)電系統(tǒng),下面分別進(jìn)行說(shuō)明。
首先需要說(shuō)明的是,如圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例中所述的發(fā)電系統(tǒng)可以包括:發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能系統(tǒng)、與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備、第一測(cè)量裝置和第二測(cè)量單元;
其中,發(fā)電機(jī)組可以是任意形式的發(fā)電機(jī)組,例如火電機(jī)組、風(fēng)電機(jī)組、水電機(jī)組或核電機(jī)組;與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備可以是高廠變;第一測(cè)量裝置用于測(cè)量發(fā)電機(jī)組的出力;第二測(cè)量單元用于測(cè)量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)的出力。
但是,本發(fā)明實(shí)施例提供的一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的方法及裝置并非僅適用于儲(chǔ)能系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)組聯(lián)合響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令運(yùn)行的方式,還可以適用于儲(chǔ)能系統(tǒng)獨(dú)立響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令運(yùn)行的方式。
下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的方法進(jìn)行說(shuō)明。
如圖2所示,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的方法,應(yīng)用于發(fā)電系統(tǒng),所述方法可以包括:
s101、獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率,記為外負(fù)荷總功率;
與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備可以為圖1所示的高廠變。
具體的,可以通過(guò)以下兩種方式確定外負(fù)荷總功率:
方式一:使用測(cè)量設(shè)備對(duì)與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的所有負(fù)荷分別進(jìn)行測(cè)量,然后將所有負(fù)荷的和確定為外負(fù)荷總功率;
方式二:使用測(cè)量設(shè)備分別測(cè)量獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的總負(fù)荷和儲(chǔ)能系統(tǒng)的負(fù)荷,將接入點(diǎn)設(shè)備的總負(fù)荷和儲(chǔ)能系統(tǒng)的負(fù)荷的差確定為外負(fù)荷總功率。
在實(shí)際應(yīng)用中,不管采取上述兩種方式中的哪一種方式確定外負(fù)荷總功率,上述獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率可以包括:
定期地獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率并存儲(chǔ);
或者,在接收到所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令后,獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率。
s102、根據(jù)所述外負(fù)荷總功率,確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率;
具體的,根據(jù)外負(fù)荷總功率,確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率可以包括:
計(jì)算所述接入點(diǎn)設(shè)備的額定功率容量和所述外負(fù)荷總功率的差,比較所述差和所述外負(fù)荷總功率的大小,將其中較小的一個(gè)確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率;
比較所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率容量和所述外負(fù)荷總功率的大小,將其中較小的一個(gè)確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率。
例如,當(dāng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備為圖1所示的高廠變時(shí),將高廠變?cè)O(shè)備下的外負(fù)荷總功率記為p,將高廠變的額定功率容量記為pb,將儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率容量記為pn,則,
允許充電功率=min{(pb-p),p};
允許放電功率=min{pn,p}。
s103、當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為負(fù)時(shí),判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值的絕對(duì)值是否不大于所述允許充電功率,如果是,執(zhí)行所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制所述儲(chǔ)能系統(tǒng)按所述允許充電功率出力;
在儲(chǔ)能系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)組聯(lián)合自動(dòng)發(fā)電量控制(agc,automaticgenerationcontrol)運(yùn)行方式下,儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令可以為agc指令。
具體的,如果儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為負(fù),說(shuō)明要控制儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充電,這時(shí)就要判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值的絕對(duì)值是否在儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率范圍內(nèi),如果是,則執(zhí)行儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,只能控制儲(chǔ)能系統(tǒng)按允許充電功率進(jìn)行充電。即控制儲(chǔ)能系統(tǒng)在允許充電功率范圍內(nèi)出力。
s104、當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為正時(shí),判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值是否不大于所述允許放電功率,如果是,執(zhí)行所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制所述儲(chǔ)能系統(tǒng)按所述允許放電功率出力。
具體的,如果儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為正,說(shuō)明要控制儲(chǔ)能系統(tǒng)放電,這時(shí)就要判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值是否在儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率范圍內(nèi),如果是,則執(zhí)行儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,只能 控制儲(chǔ)能系統(tǒng)按允許放電功率進(jìn)行放電。同樣的是控制儲(chǔ)能系統(tǒng)在允許充電功率范圍內(nèi)出力。
由于理想的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力情況是,電網(wǎng)調(diào)度指令對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充、放電能量需求應(yīng)是平衡的。但是,如果單方向限制允許充電功率或允許放電功率,會(huì)造成儲(chǔ)能系統(tǒng)過(guò)充或過(guò)放,導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)喪失某一方向(充電或放電)的調(diào)節(jié)能力,當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)喪失某一方向上的調(diào)節(jié)能力時(shí),說(shuō)明這種“平衡”被破壞,需要對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量存儲(chǔ)狀態(tài)進(jìn)行額外的控制和管理。因此,在考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)出力受與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量限制的同時(shí),還需要對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電和放電能量平衡進(jìn)行控制,以保證儲(chǔ)能系統(tǒng)隨時(shí)具有雙向(充電或放電)工作能力。
其中,為了保持電網(wǎng)調(diào)度指令對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充、放電能量需求的平衡,應(yīng)使電網(wǎng)調(diào)度指令中要求電網(wǎng)發(fā)電側(cè)的發(fā)電系統(tǒng)提高出力(即要求儲(chǔ)能系統(tǒng)放電),和要求電網(wǎng)發(fā)電側(cè)的發(fā)電系統(tǒng)降低出力(即要求儲(chǔ)能系統(tǒng)充電)的概率是對(duì)等的。實(shí)際應(yīng)用中,電網(wǎng)調(diào)度指令是根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷和頻率數(shù)據(jù),調(diào)度電網(wǎng)發(fā)電側(cè)的發(fā)電系統(tǒng)出力,以平衡電網(wǎng)負(fù)荷側(cè)的暫態(tài)波動(dòng)。這里的波動(dòng)是由電網(wǎng)負(fù)荷側(cè)的負(fù)荷的隨機(jī)變化性引起的。
因此,優(yōu)選的,如圖3所示,上述步驟s102中的根據(jù)所述外負(fù)荷總功率,確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率可以包括如下步驟:
s201、確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始允許放電功率;
具體的,確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始允許充電功率的方法與圖2所示的實(shí)施例中的步驟s102中確定允許充電功率和允許放電功率的方法一致,即步驟s102中確定的允許充電功率即為初始允許充電功率,步驟s102中確定的允許放電功率即為初始允許放電功率,具體的確定過(guò)程此處不再贅述;
s202、比較所述初始允許充電功率和所述初始允許放電功率大小;
s203、當(dāng)所述初始允許充電功率大于所述初始允許放電功率時(shí),根據(jù)第一修正函數(shù)對(duì)所述初始允許充電功率進(jìn)行修正,將修正后的初始允許充電功率確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率;
具體的,第一修正函數(shù)為:
允許充電功率=max{a,min{b,b-(soc-socref)·en·k1}}
其中,a為初始允許放電功率,b為初始允許充電功率;
soc為所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電狀態(tài),計(jì)算方式為:儲(chǔ)能系統(tǒng)剩余能量與儲(chǔ)能系統(tǒng)額定能量的百分比;
socref為期望所述儲(chǔ)能系統(tǒng)保持的充電狀態(tài),例如,80%;
en為儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定能量容量,k1為第一平衡控制增益。
s204、當(dāng)所述初始允許放電功率大于所述初始允許充電功率時(shí),根據(jù)第二修正函數(shù)對(duì)所述初始允許放電功率進(jìn)行修正,將修正后的初始允許放電功率確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率。
具體的,第二修正函數(shù)為:
允許放電功率=max{b,min{a,a+(soc-socref)·en·k2}}
其中,k2為第二平衡控制增益。
從第一修正函數(shù)和第二修正函數(shù)中可以看出,當(dāng)初始允許放電功率a和初始允許充電功率b存在差異時(shí),需要將限制較為嚴(yán)格的某一方向(充電或放電)的需求反映到另一方向中去,以維持儲(chǔ)能系統(tǒng)充、放電的平衡。例如,
當(dāng)初始允許充電功率b大于初始允許放電功率a時(shí),說(shuō)明對(duì)初始允許放電功率a的限制較為嚴(yán)格一些,需要通過(guò)第一修正函數(shù)將a反映到b去,以維持儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電的平衡。
其中,第一平衡控制增益k1和第二平衡控制增益k2均正比于t,t為與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量持續(xù)受限制的時(shí)間長(zhǎng)度。k1和k2可以相同也可以不同,可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)先設(shè)定,也可以根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際工況(例如發(fā)電機(jī)組的出力水平、與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的負(fù)荷水平特性等)進(jìn)行在線調(diào)整。
具體的,k1和k2可以分別通過(guò)以下公式計(jì)算獲得:
其中,t1和t2為與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量持續(xù)受限制的時(shí)間長(zhǎng)度的估計(jì)值;
例如,當(dāng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備為高廠變時(shí),可以將高廠變下負(fù)荷轉(zhuǎn)移過(guò)程造成的高廠變持續(xù)負(fù)荷高或者低所持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)度的估計(jì),作為t1或t2的值。具體的,例如儲(chǔ)能系統(tǒng)額定功率10mw,那么可以統(tǒng)計(jì)高廠變負(fù)荷持續(xù)低于10mw的平均時(shí)間t2和持續(xù)高于40mw的平均時(shí)間t1,作為t1或t2的值。
即,將儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定能量容量en定義為其額定功率容量pn與一個(gè)時(shí)間常數(shù)tn的乘積,例如10mw·15min即表示儲(chǔ)能系統(tǒng)額定功率為10mw,額定能量為10mw·15min=2.5mwh,這個(gè)時(shí)間常數(shù)為tn=15min,如果期望儲(chǔ)能系統(tǒng)充電狀態(tài)波動(dòng)范圍ω=33%,則δ=ω·tn=33%·15min=5min。
使儲(chǔ)能系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)修正的允許充電功率和允許放電功率范圍內(nèi)工作,可以使儲(chǔ)能系統(tǒng)可靠保持在正常運(yùn)行區(qū)間內(nèi),有效地避免儲(chǔ)能系統(tǒng)的過(guò)充或過(guò)放,保證了儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電平衡,進(jìn)一步提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的方法,可以獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率,記為外負(fù)荷總功率;根據(jù)所述外負(fù)荷總功率,確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率;當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為負(fù)時(shí),判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值的絕對(duì)值是否不大于所述允許充電功率,如果是,執(zhí)行所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制所述儲(chǔ)能系統(tǒng)按所述允許充電功率出力;當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為正時(shí),判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值是否不大于所述允 許放電功率,如果是,執(zhí)行所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制所述儲(chǔ)能系統(tǒng)按所述允許放電功率出力。由于本發(fā)明實(shí)施例提供的一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的方法,考慮了與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)允許出力范圍的影響,因此,應(yīng)用本發(fā)明提供的方法,確定的儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許出力范圍更為合理可靠,能夠達(dá)到儲(chǔ)能系統(tǒng)出力和與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量協(xié)調(diào)控制的目的,使得儲(chǔ)能系統(tǒng)在更好的狀態(tài)運(yùn)行,提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命。
相應(yīng)于上述方法實(shí)施例,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的裝置。如圖4所示,本發(fā)明所提供的一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的裝置,應(yīng)用于發(fā)電系統(tǒng),所述裝置包括:外負(fù)荷總功率確定模塊301、允許充放電功率確定模塊302、第一處理模塊303和第二處理模塊304,
外負(fù)荷總功率確定模塊301,用于獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率,記為外負(fù)荷總功率;
與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備可以為圖1所示的高廠變。
具體的,可以通過(guò)以下兩種方式確定外負(fù)荷總功率:
方式一:使用測(cè)量設(shè)備對(duì)與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的所有負(fù)荷分別進(jìn)行測(cè)量,然后將所有負(fù)荷的和確定為外負(fù)荷總功率;
方式二:使用測(cè)量設(shè)備分別測(cè)量獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的總負(fù)荷和儲(chǔ)能系統(tǒng)的負(fù)荷,將接入點(diǎn)設(shè)備的總負(fù)荷和儲(chǔ)能系統(tǒng)的負(fù)荷的差確定為外負(fù)荷總功率。
具體的,外負(fù)荷總功率確定模塊301可以定期地獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率并存儲(chǔ);或者,在接收到所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令后,獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率。
允許充放電功率確定模塊302,用于根據(jù)所述外負(fù)荷總功率,確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率;
具體的,允許充放電功率確定模塊302可以包括:第一比較子模塊和第二比較子模塊,
所述第一比較子模塊,用于計(jì)算所述接入點(diǎn)設(shè)備的額定功率容量和所述外負(fù)荷總功率的差,比較所述差和所述外負(fù)荷總功率的大小,將其中較小的一個(gè)確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率;
所述第二比較子模塊,用于比較所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率容量和所述外負(fù)荷總功率的大小,將其中較小的一個(gè)確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率。
例如,當(dāng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備為圖1所示的高廠變時(shí),將高廠變?cè)O(shè)備下的外負(fù)荷總功率記為p,將高廠變的額定功率容量記為pb,將儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率容量記為pn,則,
允許充電功率=min{(pb-p),pn};
允許放電功率=min{p,pn}。
第一處理模塊303,用于當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為負(fù)時(shí),判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值的絕對(duì)值是否不大于所述允許充電功率,如果是,執(zhí)行所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制所述儲(chǔ)能系統(tǒng)按所述允許充電功率出力;
具體的,如果儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為負(fù),說(shuō)明要控制儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充電,這時(shí)就要判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值的絕對(duì)值是否在儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率范圍內(nèi),如果是,則執(zhí)行儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,只能控制儲(chǔ)能系統(tǒng)按允許充電功率進(jìn)行充電。即控制儲(chǔ)能系統(tǒng)在允許充電功率范圍內(nèi)出力。
第二處理模塊304,用于當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為正時(shí),判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值是否不大于所述允許放電功率,如果是,執(zhí)行所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制所述儲(chǔ)能系統(tǒng)按所述允許放電功率出力。
具體的,如果儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為正,說(shuō)明要控制儲(chǔ)能系統(tǒng)放電,這時(shí)就要判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值是否在儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率范圍內(nèi),如果是,則執(zhí)行儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,只能控制儲(chǔ)能系統(tǒng)按允許放電功率進(jìn)行放電。同樣的是控制儲(chǔ)能系統(tǒng)在允許充電功率范圍內(nèi)出力。
基于與圖3所示的方法實(shí)施例同樣的原因,即應(yīng)使儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電保持平衡,優(yōu)選的,如圖5所示,允許充放電功率確定模塊302可以包括:第一確定子 模塊401、第三比較子模塊402、第一修正子模塊403和第二修正子模塊404,
第一確定子模塊401,用于確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始允許放電功率;
具體的,確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始允許充電功率的方法與圖2所示的實(shí)施例中的步驟s102中確定允許充電功率和允許放電功率的方法一致,即步驟s102中確定的允許充電功率即為初始允許充電功率,步驟s102中確定的允許放電功率即為初始允許放電功率,此處不再贅述。
第三比較子模塊402,用于比較所述初始允許充電功率和所述初始允許放電功率大小;
第一修正子模塊403,用于當(dāng)所述初始允許充電功率大于所述初始允許放電功率時(shí),根據(jù)第一修正函數(shù)對(duì)所述初始允許充電功率進(jìn)行修正,將修正后的初始允許充電功率確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率;
具體的,第一修正函數(shù)為:
允許充電功率=max{a,min{b,b-(soc-socref)·en·k1}}
其中,a為初始允許放電功率,b為初始允許充電功率;
soc為所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電狀態(tài),計(jì)算方式為:儲(chǔ)能系統(tǒng)剩余能量與儲(chǔ)能系統(tǒng)額定能量的百分比;
socref為期望所述儲(chǔ)能系統(tǒng)保持的充電狀態(tài),例如,80%;
en為儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定能量容量,k1為第一平衡控制增益。
第二修正子模塊404,用于當(dāng)所述初始允許放電功率大于所述初始允許充電功率時(shí),根據(jù)第二修正函數(shù)對(duì)所述初始允許放電功率進(jìn)行修正,將修正后的初始允許放電功率確定為儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率。
具體的,第二修正函數(shù)為:
允許放電功率=max{b,min{a,a+(soc-socref)·en·k2}}
其中,k2為第二平衡控制增益。
從第一修正函數(shù)和第二修正函數(shù)中可以看出,當(dāng)初始允許放電功率a和初 始允許充電功率b存在差異時(shí),需要將限制較為嚴(yán)格的某一方向的需求反映到另一方向中去,以維持儲(chǔ)能系統(tǒng)充、放電的平衡。
其中,第一平衡控制增益k1和第二平衡控制增益k2均正比于t,t為與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備容量持續(xù)受限制的時(shí)間長(zhǎng)度。k1和k2可以相同也可以不同,可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)先設(shè)定,也可以根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際工況(例如發(fā)電機(jī)組的處理水平、與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的負(fù)荷水平特性等)進(jìn)行在線調(diào)整。
具體的,k1和k2可以分別通過(guò)以下公式計(jì)算獲得:
其中,t1和t2為與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量持續(xù)受限制的時(shí)間長(zhǎng)度的估計(jì)值,
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的裝置,可以獲得與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備下除儲(chǔ)能系統(tǒng)外的負(fù)荷總功率,記為外負(fù)荷總功率;根據(jù)所述外負(fù)荷總功率,確定所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許充電功率和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許放電功率;當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為負(fù)時(shí),判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值的絕對(duì)值是否不大于所述允許充電功率,如果是,執(zhí)行所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制所述儲(chǔ)能系統(tǒng)按所述允許充電功率出力;當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令中的儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值為正時(shí),判斷所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值是否不大于所述允許放電功率,如果是,執(zhí)行所述儲(chǔ)能系統(tǒng)出力指令;否則,控制所述儲(chǔ)能系統(tǒng)按所述允許放電功率出力。由于本發(fā)明實(shí)施例提供的一種控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力的裝置,考慮了與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)允許出力范圍的影響,因此,應(yīng)用本發(fā)明提供的裝置,確定的儲(chǔ)能系統(tǒng)的允許出力范圍更為合理可靠,能夠達(dá)到儲(chǔ)能系統(tǒng)出力和與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的容量協(xié)調(diào)控制的目的,使得儲(chǔ)能系統(tǒng)在更好的狀態(tài)運(yùn)行,提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命。
對(duì)于裝置實(shí)施例而言,由于其基本相似于方法實(shí)施例,所以描述的比較簡(jiǎn)單,相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。
需要說(shuō)明的是,所述儲(chǔ)能系統(tǒng)可以為基于可編程邏輯控制器(plc,programmablelogiccontroller,)、個(gè)人電腦(pc)或其他可編程控制器平臺(tái)控制的儲(chǔ)能系統(tǒng)。
需要說(shuō)明的是,對(duì)于上述所有實(shí)施例,并不限定發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能系統(tǒng)及與儲(chǔ)能系統(tǒng)相接的接入點(diǎn)設(shè)備的個(gè)數(shù),例如單臺(tái)發(fā)電機(jī)組與單一儲(chǔ)能系統(tǒng)及接入點(diǎn)設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行,多臺(tái)發(fā)電機(jī)組與單一儲(chǔ)能系統(tǒng)及接入點(diǎn)設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行,單臺(tái)發(fā)電機(jī)組與多個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)及對(duì)應(yīng)每一儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入點(diǎn)設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行,或多臺(tái)發(fā)電機(jī)組與多個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)及對(duì)應(yīng)每一儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入點(diǎn)設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行,在不同的配置方案中,其中的每一儲(chǔ)能系統(tǒng)均可適用本發(fā)明提供的控制儲(chǔ)能系統(tǒng)出力方法及裝置。
還需要說(shuō)明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái),而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且,術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下,由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述,各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可,每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其,對(duì)于裝置實(shí)施例而言,由于其基本相似于方法實(shí)施例,所以描述的比較簡(jiǎn)單,相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。