一种分布式储能电池的能量管理方法及控制器、系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及能源控制领域，尤其涉及一种分布式储能电池的能量管理方法及控制 器、系统。
【背景技术】
[0002] 随着经济的发展，石化能源逐渐紧张，含有复合式新型能源的微电网技术得到了 越来越多的重视与应用，微电网是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的一个能够 实现自我控制、保护和管理的自治系统。而储能电池是保证系统安全稳定运行的重要组成， 通过对储能电池的充放电控制，可提高供电可靠性、改善电能质量等。基于系统运行成本、 能源效率等因素，对于储能电池实行能量管理能够有效地使电池的充放电W及各种电源的 能量分配得到优化。
[0003] 然而，电池的频繁充放和过充过放将会对电池本体造成极大的损害。在现有技术 中，通过在微电网的运行过程中实时监测储能电池的荷电状态，并根据大电网的负荷情况 或者电价在用电的峰时段、谷时段与平时段的变化采用不同的能量优化策略，从而控制储 能电池的充放电。现有技术所采用的能量优化策略只考虑储能电池的容量状态，忽略了电 池在不同老化程度下的充放电功率和充放电次数限制，影响电池寿命。此外，能量管理的实 施监测对象单一，仅仅针对单个用户单元中的储能电池进行监测，并不能面向多个用户单 元中的储能电池，阻碍了微电网的快速发展和应用。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供一种储能电池的能量管理的方法及控制器、系统，可根据多个 用户单元的储能电池的不同状态控制储能电池充放电，延长电池寿命。
[0005] 本发明实施例第一方面提供一种储能电池的能量管理的方法，包括：
[0006] 获取至少一个用户单元的电价数据、可再生能源发电功率数据、负载功率数据W 及储能电池状态数据；
[0007] 根据预设的能量管理目标选取能量管理模型；
[0008] 基于所述选取的能量管理模型，根据所述电价数据、所述可再生能源发电功率数 据、所述负载功率数据W及所述储能电池状态数据计算所述至少一个用户单元的储能电池 在预设时段内的充电功率和/或放电功率；
[0009] 根据所述预设时段W及所述计算得到的充电功率和/或放电功率制定电池充放 电时间表；
[0010] 发送所述电池充放电时间表给电池管理器，W使所述电池管理器根据所述电池充 放电时间表控制所述储能电池工作。
[0011] 在本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式中，所述获取至少一个用户单 元的电价数据、可再生能源发电功率数据、负载功率数据W及储能电池状态数据包括：
[0012] 向所述至少一个用户单元的电价获取计算器、可再生能源发电功率计算器、负载 功率计算器w及所述电池管理器发送获取数据指令；
[0013] 接收所述至少一个用户单元的电价获取计算器发送的电价数据、所述可再生能源 发电功率计算器发送的所述可再生能源发电功率数据、所述负载功率计算器发送的所述负 载功率数据W及所述电池管理器发送的所述储能电池状态数据。
[0014] 结合本发明实施例第一方面的实现方式，在本发明实施例第一方面的第二种可能 的实现方式中，所述能量管理模型包括削峰填谷模型W及差价收益模型，所述削峰填谷模 型W所述至少一个用户单元的电网输入功率与负载功率平均值的差值的累加值最小作为 目标函数，所述差价收益模型W根据所述至少一个用户单元的所述可再生能源发电功率的 平均值、所述储能电池的充电功率和放电功率而得到的收益最大为目标函数。
[0015] 结合本发明实施例第一方面的第二种可能的实现方式，在本发明实施例第一方面 的第H种可能的实现方式中，若所述能量管理模型为所述削峰填谷模型，则所述削峰填谷 模型的目标函数的表达式为：
[0016]
【主权项】
1. 一种分布式储能电池的能量管理方法，其特征在于，包括： 获取至少一个用户单元的电价数据、可再生能源发电功率数据、负载功率数据以及储 能电池状态数据； 根据预设的能量管理目标选取能量管理模型； 基于所述选取的能量管理模型，根据所述电价数据、所述可再生能源发电功率数据、所 述负载功率数据以及所述储能电池状态数据计算所述至少一个用户单元的储能电池在预 设时段内的充电功率和/或放电功率； 根据所述预设时段以及所述计算得到的充电功率和/或放电功率制定电池充放电时 间表； 发送所述电池充放电时间表给电池管理器，以使所述电池管理器根据所述电池充放电 时间表控制所述储能电池工作。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取至少一个用户单元的电价数据、 可再生能源发电功率数据、负载功率数据以及储能电池状态数据包括： 向所述至少一个用户单元的电价获取计算器、可再生能源发电功率计算器、负载功率 计算器以及所述电池管理器发送获取数据指令； 接收所述至少一个用户单元的电价获取计算器发送的电价数据、所述可再生能源发电 功率计算器发送的所述可再生能源发电功率数据、所述负载功率计算器发送的所述负载功 率数据以及所述电池管理器发送的所述储能电池状态数据。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量管理模型包括削峰填谷模型以 及差价收益模型，所述削峰填谷模型以所述至少一个用户单元的电网输入功率与负载功率 平均值的差值的累加值最小作为目标函数，所述差价收益模型以根据所述至少一个用户单 元的所述可再生能源发电功率的平均值、所述储能电池的充电功率和放电功率而得到的收 益最大为目标函数。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述能量管理模型为所述削峰填谷模 型，则所述削峰填谷模型的目标函数的表达式为：
其中，各符号定义如下：n为所述用户单元的数量，m为所述电池充放电时间表平均 划分的时段数，Ph为第i个用户单元在第j时段的所述用户单元的负载功率，Puavg为 所述第i个用户单元在所述电池充放电时间表中所述用户单元的负载功率平均值，且 Puiwg = ，Pm为所述第i个单元在所述第j时段的所述可再生能源发电功率， PBij为所述第i个单元在所述第j时段的所述储能电池的充放电功率，所述为正值时表 示所述储能电池在所述第j时段的放电功率，所述Pm为负值时表示所述储能电池在所述 第j时段的充电功率。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述能量管理模型为所述差价收益模 型，则所述差价收益模型的目标函数的表达式为：
其中，各符号定义如下：n为所述用户单元的数量，m为所述电池充放电时间表平均划 分的时段数，t为每个时段的时间长度，p(j)为第j时段的电价，^为第i个单元在所述第 j时段的所述可再生能源发电功率的平均值，
>Pdisu为所述第i个单元 在所述第j时段的放电功率，Pc^为所述第i个单元在所述第j时段的充电功率。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述选取的能量管理模型，根据 所述电价数据、所述可再生能源发电功率数据、所述负载功率数据以及所述储能电池状态 数据计算所述至少一个用户单元的储能电池在预设时段内的充电功率和/或放电功率包 括： 基于所述选取的能量管理模型，根据所述至少一个用户单元的电价数据、所述可再生 能源发电功率数据以及所述负载功率数据计算所述至少一个用户单元的储能电池在预设 时段内的充电功率和/或放电功率； 根据预设的限定参数调整所述计算得到的充电功率和/或放电功率，所述预设的限定 参数是根据所述储能状态数据确定的。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述限定参数包括：预设的总容量阈值、 预设的备电容量阈值、预设的充放电功率阈值以及预设的充放电循环次数，其中： 所述预设的总容量阈值限定所述储能电池的总荷电容量的使用范围； 所述预设的备电容量阈值要求在调度所述储能电池时所述储能电池的荷电容量大于 或等于预设的备电容量； 所述预设