一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法

文档序号:10728774
一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法,包括下述步骤:测量额定功率储能装置充/放电时间;测量额定功率储能装置充/放电响应时间;测量额定功率储能装置充/放电转换时间;基于上述时间参数对光储联合发电系统的储能装置充/放电性能进行评估。本发明综合考虑了储能装置的充/放电时间性能、充/放电响应时间性能、充/放电转换时间性能,全面地反映了分布式光储联合发电系统的储能装置充放电时间性能。
【专利说明】
-种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法,属于光储联 合发电系统充放电性能评估技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来,世界各国加大了对W太阳能和风能为代表的新型能源的开发与应用。考 虑到具有间歇性、随机性的新能源发电系统并网给电网稳定运行带来的影响,含储能装置 的新能源发电系统开始受到重视,其研制与生产规模逐步扩大。
[0003] 但与之相对应的检测手段和评估标准却相对滞后,运已成为新能源/储能联合发 电系统产业化生产、规模化应用的擧肘。目前研究成果及行业标准主要考虑新能源发电系 统对电网的影响,且对于含有储能的新能源发电系统,其检测标准和评价体系尚未建立。
[0004] 同样对于分布式联合发电系统的储能装置充放电性能缺少相应参数进行衡量和 评估。

【发明内容】

[0005] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种光储联合发电系统 的储能装置充放电性能评估方法,综合考虑额定功率储能装置的充放/电时间、额定功率储 能装置充电/放电响应时间、额定功率储能装置充/放电转换时间来建立全面的分布式光储 联合发电系统的储能装置充放电时间性能评估方法。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明提供一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能 评估方法,包括下述步骤:
[0007] 步骤1)、测量额定功率储能装置充/放电时间;
[0008] 步骤2)、测量额定功率储能装置充/放电响应时间;
[0009] 步骤3)、测量额定功率储能装置充/放电转换时间;
[0010] 步骤4)、基于额定功率储能装置的充/放电时间、额定功率储能装置充/放电响应 时间、额定功率储能装置的充/放电转换时间,对光储联合发电系统的储能装置充/放电性 能进行评估。
[0011] 前述的额定功率储能装置充电时间为正常运行状态下,储能系统W额定功率充 电,直至达到充电终止条件的时间;额定功率储能装置放电时间为正常运行状态下,储能系 统W额定功率放电,直至达到放电终止条件的时间。
[0012] 前述的额定功率储能装置充/放电时间的测试步骤如下:
[0013] 1-1)储能系统W额定功率放电,直至放电终止条件,怠机运行至稳定状态;
[0014] 1-2)储能系统W额定功率充电,直至充电终止条件,怠机运行至稳定状态;
[0015] 1-3) W同一种充放电模式重复步骤1-1)、1-2),当3个连续循环内的放电容量相差 在2%范围内时,终止测试;
[0016] 1-4)取=次测量的平均值作为额定功率储能装置充电时间tci和额定功率储能装 置的放电时间tdl。前述的额定功率储能装置放电响应时间为储能系统放电功率从额定功率 的10 % W阶跃模式转换为额定功率的90 %的响应时间;额定功率储能装置充电响应时间为 储能系统充电功率从额定功率10% W阶跃模式转换为额定功率90%的响应时间。
[0017] 前述的额定功率储能装置充/放电响应时间的测试步骤如下:
[0018] 2-1)在正常工作状态下,储能系统W额定功率的10%进行充电,测试平台控制器 发出动态阶跃工作信号转换为额定功率的90%进行充电,记录额定功率10%充电W阶跃模 式转换为额定功率90 %充电的时间、环境参数;
[0019] 2-2)重复步骤2-1)数次,记录多次测量的充电时间的平均值作为额定功率储能装 置充电响应时间心2;
[0020] 2-3)在正常工作状态下,储能系统W额定功率的10%进行放电,测试平台控制器 发出动态阶跃工作信号转换为额定功率的90%进行放电,记录额定功率10%放电W阶跃模 式转换为额定功率90%放电的时间、环境参数;
[0021] 2-4)重复步骤2-3)数次,记录多次测量的放电时间的平均值作为额定功率储能装 置放电响应时间td2。
[0022] 前述的额定功率储能装置的充电转换时间为储能系统额定功率90%充电W阶跃 模式转换为额定功率90%放电的时间;额定功率储能装置的放电转换时间为储能系统额定 功率90 %放电W阶跃模式转换为额定功率90 %充电的时间。
[0023] 前述的额定功率储能装置的充/放电转换时间的测试步骤如下:
[0024] 3-1)在正常工作状态下,储能系统W额定功率充电lOmin,测试平台控制器向储能 系统发送动态阶跃工作指令储能系统准备放电,记录储能系统从额定功率90%充电达到额 定功率90%放电的时间;
[0025] 3-2)重复步骤3-1)多次,取多次记录数据的平均值则为额定功率储能装置的充电 转换时间tc3;
[0026] 3-3)在正常工作状态下,储能系统W额定功率放电lOmin,测试平台控制器向储能 系统发送动态阶跃工作指令储能系统准备充电,记录储能系统从额定功率90%放电达到额 定功率90 %充电的时间;
[0027] 3-4)重复步骤3-3)多次,取多次记录数据的平均值则为额定功率储能装置的放电 转换时间td3。
[0028] 前述的对光储联合发电系统的储能装置充/放电性能进行评估,具体方法如下:
[0029] 4-1)将充电时间、充电响应时间、充电转换时间统称为充电时间参数,将放电时 间、放电响应时间、放电转换时间统称为放电时间参数,
[0030] 聘请多名业内专家对充/放电时间参数进行判断确立参考序列,具体如下:
[0031] 设有m位专家同时对各个充/放电时间参数做出经验判断,组成充/放电时间参数 的经验判断数组Xi,拉,X3,表示为:
[0032] Xi=[xi(l),xi(2), . . . ,xi(m)]
[0033] X2=[X2(1),X2(2), . . . ,X2(m)]
[0034] X3=[X3(1),X3(2), . . . ,X3(m)]
[0035] 其中,Xi (i),i = l ,2,表示第i个专家判断的充/放电时间所占的权重值的经 验值;义2(:〇,1 = 1,2,''',1]1,表示第;[个专家判断的充/放电响应时间所占的权重值的经验 值;X3 (i),i = I,2,? ? ?,m,表示第i个专家判断的充/放电转换时间所占的权重值的经验值;
[0036] 从Xi,X2,X3数组中分别挑选出最大权重值的经验值作为参考权重值,组成参考序 列:
[0037] Xo= [xo(D ,xo(2), . . . ,xo(m)],
[003引其中,x0(i),i = l,2,…,m,表示第i个专家所判断的充/放电时间、充/放电响应时 间、充/放电转换时间所占权重值的经验值中的最大值,即Xl ( i ),X2 ( i ),X3 (i)中的最大值;
[0039] 4-2)根据参考序列Xo和数组Xi,X2,X3,求解各个数组Xi,X2,X3与参考序列Xo之间的 距离: I-.丄
[0040] 然后计算各时间参数的权重值:
[0041 ]其中,Wl为充/放电时间所占的权重值,W2为充/放电响应时间所占的权重值,W3为 充/放电转换时间所占的权重值;
[0042] 4-3)对充电时间参数的权重值进行归一化处理,得出ac、e。、丫 C作为充电时间参数 的评估系数;对放电时间参数的权重值进行归一化处理,得出Qd、Pd、丫 d作为放电时间参数 的评估系数;
[0043] 4-4)最后得出分布式光储联合发电系统的储能装置的充电综合评价时间参数T。 = actcl+0ctc2+ 丫 ctc3和放电综合评价时间参数Td = adtdl+0dtd2+ 丫 dtd3;
[0044] 其中,W,*。2, tc3分别为额定功率储能装置的充电时间、充电响应时间、充电转换 时间,tdl,td2,td3分别为额定功率储能装置的放电时间、放电响应时间、放电转换时间。
[0045] 本发明所达到的有益效果:
[0046] 本发明综合考虑了储能装置的充放电时间性能、充放电响应时间性能、充放电转 换时间性能,全面地反映了分布式光储联合发电系统的储能装置充放电时间性能,更有利 于对分布式光储联合发电系统的充放电时间性能进行评估,从而更有利于间歇性、随机性 的新能源发电系统并网给电网稳定运行。
【附图说明】
[0047] 图1是本发明方法的流程图。
【具体实施方式】
[004引下面结合附图对本发明作进一步描述。W下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案,而不能W此来限制本发明的保护范围。
[0049] 如图1所示,本发明方法包括下述步骤:
[0050] 步骤1),测量额定功率储能装置充电时间tci和额定功率储能装置的放电时间tdi, 额定功率储能装置充电时间为正常运行状态下,储能系统W额定功率充电,直至达到充电 终止条件的时间;额定功率储能装置放电时间为正常状态下,储能系统W额定功率放电,直 至达到放电终止条件的时间。
[0051] 测量具体方法如下:
[0052] 1-1)储能系统W额定功率放电,直至放电终止条件,怠机运行至稳定状态;
[0053] 1-2)储能系统W额定功率充电,直至充电终止条件,怠机运行至稳定状态;
[0054] 1-3) W同一种充放电模式(额定功率充放电模式)重复步骤1-1)、1-2),当3个连续 循环内的放电容量相差在2%范围内时,终止测试;放电容量测量方式:W额定功率放电,至 储能系统的负载电压为额定电压的85%,记录放电容量。
[0055] 1-4)取=次测量的平均值作为额定功率储能装置充电时间tea和额定功率储能装 置的放电时间tdi。
[0056] 步骤2),测量额定功率储能装置充电响应时间tc2、额定功率储能装置放电响应时 间td2,额定功率储能装置放电响应时间为储能系统放电功率从额定功率的10% W阶跃模式 转换为额定功率的90%的响应时间。额定功率储能装置充电响应时间为储能系统充电功率 从额定功率10% W阶跃模式转换为额定功率90%的响应时间。具体方法如下:
[0057] 2-1)在正常工作状态下,储能系统W额定功率的10%进行充电,测试平台控制器 发出动态阶跃工作信号转换为额定功率的90%进行充电,记录额定功率10%充电W阶跃模 式转换为额定功率90 %充电的时间、环境参数;
[0058] 2-2)重复步骤2-1)数次,记录平均值作为额定功率储能装置充电响应时间tc2;
[0059] 2-3)在正常工作状态下,储能系统W额定功率的10%进行放电,测试平台控制器 发出动态阶跃工作信号转换为额定功率的90%进行放电,记录额定功率10%放电W阶跃模 式转换为额定功率90%放电的时间、环境参数;
[0060] 2-4)重复步骤2-3)数次,取平均值作为额定功率储能装置放电响应时间td2。
[0061] 步骤3)测量额定功率储能装置的充/放电转换时间,额定功率储能装置的充电转 换时间为储能系统额定功率90 %充电W阶跃模式转换为额定功率90 %放电的时间。额定功 率储能装置的放电转换时间为储能系统额定功率90%放电W阶跃模式转换为额定功率 90%充电的时间。
[0062] 具体方法如下;
[0063] 3-1)在正常工作状态下,储能系统W额定功率充电lOmin,测试平台控制器向储能 系统发送动态阶跃工作指令储能系统准备放电,记录储能系统从额定功率90%充电达到额 定功率90%放电的时间;
[0064] 3-2)重复步骤3-1)多次,取多次记录数据的平均值则为额定功率储能装置的充电 转换时间tc3;
[0065] 3-3)在正常工作状态下,储能系统W额定功率放电lOmin,测试平台控制器向储能 系统发送动态阶跃工作指令储能系统准备充电,记录储能系统从额定功率90%放电达到额 定功率90 %充电的时间;
[0066] 3-4)重复步骤3-3)多次,取多次记录数据的平均值则为额定功率储能装置的放电 转换时间td3。
[0067] 步骤4),基于额定功率储能装置的充/放电时间、额定功率储能装置充/放电响应 时间、额定功率储能装置的充/放电转换时间,对光储联合发电系统的储能装置充放电性能 进行评估,具体方法如下:
[006引4-1)聘请多名业内专家对上述的时间参数(充/放电时间、充/放电响应时间、充/ 放电转换时间)进行判断确立参考序列,具体如下:
[0069]运里将充电时间、充电响应时间、充电转换时间统称为充电时间参数,将放电时 间、放电响应时间、放电转换时间统称为放电时间参数,
[0070] 对充/放电时间参数,设有m位专家同时对各个充/放电时间参数做出经验判断,组 成充/放电时间参数的经验判断数组Xi,拉,X3,表示为:
[0071] Xi=[xi(l),xi(2), . . . ,xi(m)]
[0072] X2=[X2(1),X2(2), . . . ,X2(m)]
[0073] X3=[X3(1),X3(2), . . . ,X3(m)]
[0074] 其中,Xi (i),i = l ,2, 一,m,表示第i个专家判断的充/放电时间所占的权重值的经 验值;X2(i),i = l,2,,,,,m,表示第i个专家判断的充/放电响应时间所占的经验权重值的经 验值;义3(:〇,1 = 1,2,''',1]1,表示第;[个专家判断的充/放电转换时间所占的权重值的经验 值。
[0075] 从Xi,X2,X3数组中分别挑选出最大权重值的经验值作为参考权重值,组成参考序 列:
[0076] Xo= [XO(I) ,xo(2), . . . ,xo(m)],其中,xo(i),i = 1,2,…,m,表示第i个专家所判断 的充/放电时间、充/放电响应时间、充/放电转换时间所占权重值的经验值中的最大值,即 xi(i),X2(i),X3(i)中的最大值。
[0077] 4-2)根据参考序列Xo和数组Xi, X2,X3,求解各个数组Xi, X2,X3与参考序列Xo之间的 距离
[0078] 然后计算各时间参数的权重值
[0079 ]其中,Wi为充/放电时间所占的权重值,W2为充/放电响应时间所占的权重值,W3为 充/放电转换时间所占的权重值。
[0080] 4-3)对充电时间参数的权重值,进行归一化处理,得出Qc、私、丫 C作为充电时间参 数的评估系数;对放电时间参数的权重值,进行归一化处理,得出ad、0d、丫 d作为放电时间参 数的评估系数。
[0081] 4-4)最后得出分布式光储联合发电系统的储能装置的充电综合评价时间参数T。 = actcl+0ctc2+ 丫 ctc3和放电综合评价时间参数Td = adtdl+0dtd2+ 丫 dtd3。
[0082] W上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人 员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可W做出若干改进和变形,运些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法,其特征在于:包括下述步 骤: 步骤1 )、测量额定功率储能装置充/放电时间; 步骤2)、测量额定功率储能装置充/放电响应时间; 步骤3)、测量额定功率储能装置充/放电转换时间; 步骤4)、基于额定功率储能装置的充/放电时间、额定功率储能装置充/放电响应时间、 额定功率储能装置的充/放电转换时间,对光储联合发电系统的储能装置充/放电性能进行 评估。2. 根据权利要求1所述的一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法,其 特征在于:所述额定功率储能装置充电时间为正常运行状态下,储能系统W额定功率充电, 直至达到充电终止条件的时间;额定功率储能装置放电时间为正常运行状态下,储能系统 W额定功率放电,直至达到放电终止条件的时间。3. 根据权利要求1所述的一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法,其 特征在于:所述额定功率储能装置充/放电时间的测试步骤如下: 1-1)储能系统W额定功率放电,直至放电终止条件,怠机运行至稳定状态; 1-2)储能系统W额定功率充电,直至充电终止条件,怠机运行至稳定状态; 1-3) W同一种充放电模式重复步骤1-1)、1-2),当3个连续循环内的放电容量相差在 2%范围内时,终止测试; 1- 4)取Ξ次测量的平均值作为额定功率储能装置充电时间tci和额定功率储能装置的 放电时间tdl。4. 根据权利要求1所述的一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法,其 特征在于:所述额定功率储能装置放电响应时间为储能系统放电功率从额定功率的10% W 阶跃模式转换为额定功率的90%的响应时间;额定功率储能装置充电响应时间为储能系统 充电功率从额定功率10% W阶跃模式转换为额定功率90%的响应时间。5. 根据权利要求1所述的一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法,其 特征在于:所述额定功率储能装置充/放电响应时间的测试步骤如下: 2- 1)在正常工作状态下,储能系统W额定功率的10%进行充电,测试平台控制器发出 动态阶跃工作信号转换为额定功率的90%进行充电,记录额定功率10%充电W阶跃模式转 换为额定功率90 %充电的时间、环境参数; 2-2)重复步骤2-1)数次,记录多次测量的充电时间的平均值作为额定功率储能装置充 电响应时间心2; 2-3)在正常工作状态下,储能系统W额定功率的10%进行放电,测试平台控制器发出 动态阶跃工作信号转换为额定功率的90%进行放电,记录额定功率10%放电W阶跃模式转 换为额定功率90 %放电的时间、环境参数; 2-4)重复步骤2-3)数次,记录多次测量的放电时间的平均值作为额定功率储能装置放 电响应时间td2。6. 根据权利要求1所述的一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法,其 特征在于:所述额定功率储能装置的充电转换时间为储能系统额定功率90%充电W阶跃模 式转换为额定功率90%放电的时间;额定功率储能装置的放电转换时间为储能系统额定功 率90 %放电W阶跃模式转换为额定功率90 %充电的时间。7. 根据权利要求1所述的一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法,其 特征在于:所述额定功率储能装置的充/放电转换时间的测试步骤如下: 3-1)在正常工作状态下,储能系统W额定功率充电lOmin,测试平台控制器向储能系统 发送动态阶跃工作指令储能系统准备放电,记录储能系统从额定功率90%充电达到额定功 率90 %放电的时间; 3-2)重复步骤3-1)多次,取多次记录数据的平均值则为额定功率储能装置的充电转换 时间tc3; 3-3)在正常工作状态下,储能系统W额定功率放电lOmin,测试平台控制器向储能系统 发送动态阶跃工作指令储能系统准备充电,记录储能系统从额定功率90%放电达到额定功 率90%充电的时间; 3- 4)重复步骤3-3)多次,取多次记录数据的平均值则为额定功率储能装置的放电转换 时间td3。8. 根据权利要求1所述的一种光储联合发电系统的储能装置充放电性能评估方法,其 特征在于:所述对光储联合发电系统的储能装置充/放电性能进行评估,具体方法如下: 4- 1)将充电时间、充电响应时间、充电转换时间统称为充电时间参数,将放电时间、放 电响应时间、放电转换时间统称为放电时间参数, 聘请多名业内专家对充/放电时间参数进行判断确立参考序列,具体如下: 设有m位专家同时对各个充/放电时间参数做出经验判断,组成充/放电时间参数的经 验判断数组XI,拉,X3,表示为: Xi=[xi(l) ,xi(2),... ,xi(m)] 拉=[X2(1) ,x2(2) ,... ,x2(m)] X3=[X3(1) ,X3(2) ,. . . ,X3(m)] 其中,xi(i),i = l,2,···,m,表示第i个专家判断的充/放电时间所占的权重值的经验值; X2(i),i = l,2,···,!]!,表示第i个专家判断的充/放电响应时间所占的权重值的经验值;X3 (1),1 = 1,2,一,111,表示第1个专家判断的充/放电转换时间所占的权重值的经验值; 从Xl,X2,X3数组中分别挑选出最大权重值的经验值作为参考权重值,组成参考序列: Xo=[xo(l) ,xo(2),. . . ,x〇(m)], 其中,xo(i),i = l,2,···,m,表示第i个专家所判断的充/放电时间、充/放电响应时间、 充/放电转换时间所占权重值的经验值中的最大值,即XI ( i ),X2 ( i ),X3 (i)中的最大值; 4-2)根据参考序列Xo和数组&龙成,求解各个数组乂1龙成与参考序列姑之间的距离:然后计算各时间参数的权重值其中,W1为充/放电时间所占的权重值,W2为充/放电响应时间所占的权重值,W3为充/放 电转换时间所占的权重值; 4-3)对充电时间参数的权重值进行归一化处理,得出〇。、私、丫 C作为充电时间参数的评 估系数;对放电时间参数的权重值进行归一化处理,得出Qd、i3d、丫 d作为放电时间参数的评 估系数; 4-4)最后得出分布式光储联合发电系统的储能装置的充电综合评价时间参数ΤΕ = α。*。! +0ctc2+ 丫 ctc3和放电综合评价时间参数Td = adtdl+0dtd2+ 丫 dtd3; 其中,心1,心2,tc3分别为额定功率储能装置的充电时间、充电响应时间、充电转换时间, tdl,td2,td3分别为额定功率储能装置的放电时间、放电响应时间、放电转换时间。
【文档编号】H02J3/28GK106099982SQ201610593035
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月25日 公开号201610593035.X, CN 106099982 A, CN 106099982A, CN 201610593035, CN-A-106099982, CN106099982 A, CN106099982A, CN201610593035, CN201610593035.X
【发明人】袁晓冬, 李强, 吕振华, 柳丹, 方万两, 刘皓明, 陈兵, 黄强, 史明明, 朱卫平, 方鑫, 贾萌萌, 杨雄, 费骏韬, 蔡冬阳
【申请人】国网江苏省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司
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