储能系统的控制方法和控制装置制造方法
【专利摘要】根据本发明，提出了一种用于能够并网到电力系统的可再生能源发电系统的储能系统的控制方法，包括以下步骤：获取可再生能源发电系统所发电的当前功率值；判断所获取的当前功率值是否超过限电指令值；在所获取的当前功率值超过限电指令值并且所述储能系统正常的情况下，启动所述储能系统来跟随所述限电指令值；以及在所获取的当前功率值未超过限电指令值并且所述储能系统正常的情况下，启动所述储能系统来平滑系统总输出功率，其中所述系统总输出功率是可再生能源发电系统的功率和储能系统的功率的和。
【专利说明】储能系统的控制方法和控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及到可再生能源发电的操作，具体地，涉及一种用于能够并网到电力系统的可再生能源发电系统的储能系统的控制方法和控制装置，与现有技术相比，在实现相同的稳定化输出效果下，能够使储能系统充放电功率降低，同时使其容量不越限。
【背景技术】
[0002]随着人类社会的发展，发电系统容量越来越大，传统发电方式为火力(煤或石油)发电和水力发电，而随着传统能源的日益枯竭和人类对环境保护重视度的提高，以风能、太阳能为代表的可再生能源发电受到越来越多的重视和研究，可再生能源发电占总发电量和电网容量的比例日益增大。
[0003]电力系统对频率和电压的稳定性有很高的要求，这种稳定性是由发电容量和负荷容量的匹配来实现的，由于负荷的不可控性，电力系统的稳定是由电网调度中心在负荷进行检测的基础上对发电系统的实时控制和计划调度来实现的。传统发电系统可以满足电网调度的控制要求。
[0004]与传统发电方式相比，可再生能源发电的最大特点是其发电量的时变性，这种时变性的原因是作为原动力的自然天气的变化所带来的。这种特点使电网调度在对可再生能源发电进行控制的时候产生问题。越大的可再生能源接入容量，发电功率变化越剧烈，对电网稳定会有越大的影响。严重时会导致保护系统跳闸、过电压击穿、旋转机械异常等。
[0005]为了满足电网的稳定性要求，各国提出了各自的可再生能源接入电网标准，规定可再生能源接入电网时功率变化率、电能质量等所必须满足的指标。在可再生能源发电变化过于剧烈或者峰值过高的时候，调度中心会限制可再生能源输出，以降低对电网的冲击。但限发手段又会带来对可再生能源的浪费。
[0006]引入储能系统，可以解决以上提到的可再生能源发电不稳定、不可控、限发时浪费能源的问题，储能系统可以起到平滑可再生能源输出、储存多余电力、提高电网稳定性的效果。在可再生能源输出较小时，储能系统放电，提高总输出功率；在可再生能源输出较高时，储能系统充电，降低总输出功率。
[0007]如何利用有限容量和寿命的储能系统对可再生能源输出功率进行平稳化是储能系统的主要控制目标。
[0008]中国专利申请CN 102684222A提到了一种利用小波分析进行可再生能源入网的储能系统控制方法，同时对所需的储能系统设备容量进行计算。但该方案中提到的控制方法没有考虑储能系统在运行过程中的容量限制问题，同时该方法只能对可再生能源进行平滑控制，调度指令无法控制系统输出。
[0009]中国专利申请CN 102593854A提供了一种利用巴特沃斯滤波器进行可再生能源平滑控制的方法，并结合统计方法，建立历史规则查询表，控制储能系统的容量在安全范围内。该方案中提到的储能系统控制算法由于算法的延迟特性，导致储能系统充放电功率增大，不利于系统长期运行。同时该算法的规则库需要大量测试数据，实现难度较大。
[0010]这些方法的不利之处在于:不能在储能系统的实时控制中加入容量限制因子以保护系统硬件，功率曲线不够平滑，以及过大的充放电动作。
【发明内容】
[0011]为了克服现有技术的上述缺陷，提出了本发明。本发明的目的是提出一种用于能够并网到电力系统的可再生能源发电系统的储能系统的控制方法和控制装置，与现有技术相比，在实现相同的稳定化输出效果下，能够使储能系统充放电功率降低，同时使其容量不越限。
[0012]根据本发明，提出了一种用于能够并网到电力系统的可再生能源发电系统的储能系统的控制方法，包括以下步骤:获取可再生能源发电系统所发电的当前功率值；判断所获取的当前功率值是否超过限电指令值；在所获取的当前功率值超过限电指令值并且所述储能系统正常的情况下，启动所述储能系统来跟随所述限电指令值；以及在所获取的当前功率值未超过限电指令值并且所述储能系统正常的情况下，启动所述储能系统来平滑系统总输出功率，其中所述系统总输出功率是可再生能源发电系统的功率和储能系统的功率的和。
[0013]优选地，如果所获取的当前功率值超过限电指令值并且所述储能系统故障，则控制可再生能源发电系统来切除部分发电机，从而使得系统总输出功率跟随所述限电指令值。
[0014]优选地，所述启动所述储能系统来平滑系统总输出功率的步骤包括:对作为可再生能源发电系统的多个功率历史值和当前功率实时值的滤波降噪结果的数据序列进行多尺度分解，以获得一组位于不同信号空间的数据分量；按照通过逐次增加参与组合计算的信号空间频率下限，将低频分量排除在外的方式，将通过多尺度分解得到的所述一组数据分量重新进行组合；结合储能系统的充电状态S0C、储能系统的功率、储能系统的温度、以及环境温度参数，判断重新组合后的组合结果的有效性；以及在重新组合后的组合结果有效的情况下，将上一次组合计算的结果作为储能系统的充放电控制的指令值。
[0015]优选地，所述启动所述储能系统来跟随所述限电指令值的步骤包括:利用可再生能源发电系统的当前功率实时值和所述限电指令值，计算所述储能系统的充放电目标功率；对作为可再生能源发电系统的多个功率历史值和当前功率实时值的滤波降噪结果的数据序列进行自适应的多尺度分解，以获得一组有效的位于不同信号空间的数据分量；按照通过逐次增加参与组合计算的信号空间频率下限，将低频分量排除在外的方式，将通过自适应的多尺度分解得到的所述一组数据分量重新进行组合；结合储能系统的充电状态S0C、储能系统的功率、储能系统的温度、以及环境温度参数，判断重新组合后的组合结果的有效性；以及在重新组合后的组合结果有效的情况下，将上一次组合计算的结果作为储能系统的充放电控制的指令值。
[0016]优选地，所述启动所述储能系统来跟随所述限电指令值的步骤还包括:如果系统总输出功率超过所述限电指令值，则进行控制以根据停机对可再生能源发电系统的发电量带来的影响量依次切除部分发电机，从而使得系统总输出功率跟随所述限电指令值。
[0017]优选地，所述多尺度分解采用短时傅立叶变换或者小波变换。
[0018]优选地，所述储能系统是单体的储能设备或者是多个储能设备的组合。
[0019]另外，根据本发明，还提出了一种用于能够并网到电力系统的可再生能源发电系统的储能系统的控制装置，包括:获取可再生能源发电系统所发电的当前功率值的单元；判断所获取的当前功率值是否超过限电指令值的单元；在所获取的当前功率值超过限电指令值并且所述储能系统正常的情况下，启动所述储能系统来跟随所述限电指令值的单元；以及在所获取的当前功率值未超过限电指令值并且所述储能系统正常的情况下，启动所述储能系统来平滑系统总输出功率的单元，其中所述系统总输出功率是可再生能源发电系统的功率和储能系统的功率的和。
[0020]本发明在考虑到储能系统容量限制的基础上，提出一种储能系统和可再生能源发电系统的控制方法，以及相应的硬件系统结构。在用于可再生能源稳定化发电时，在实现相同的稳定化输出效果下，该系统可以使储能系统充放电功率降低，同时使其容量不越限。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]通过参考以下组合附图对所采用的优选实施方式的详细描述，本发明的上述目的、优点和特征将变得更显而易见，其中:
[0022]图1是示出了将储能系统接入可再生能源发电的一种硬件结构的示意图。
[0023]图2是示出了可再生能源发电及储能系统的总体发电控制流程的示意图。
[0024]图3是示出了实施例一的用于计算储能系统的充放电控制的指令值的系统结构的框图。
[0025]图4是示出了实施例一的具体处理步骤的图。
[0026]图5是示出了实施例二的用于计算储能系统的充放电控制的指令值的系统结构框图。
[0027]图6是示出了实施例二的具体处理步骤的图。
[0028]图7是示出了在实施例二中对可再生能源发电系统进行优化管理的具体处理步骤的图。
【具体实施方式】
[0029]下面将参考附图来说明本发明的优选实施例。
[0030]包括储能系统、储能系统控制器和可再生能源发电系统的系统在图1中不出。
[0031]101为电网调度中心，或可再生能源发电厂外部控制系统。调度中心101向储能控制系统108发送发电计划或限电数据110。储能控制系统108向调度中心101发送可再生能源发电系统和储能系统的状态信息111，该状态信息主要包括故障状态，维护时间，并网电压、电流以及功率数据。
[0032]113为可再生能源发电系统，常见的发电设备为风力发电机和光伏发电设备。主要功能为将自然能源，如风能或太阳能，转化为50Hz的交流电。可再生能源发电系统113将自身状态信息109，主要包括停机时间、停机次数、当前发电功率、设备故障状态等，发送到储能控制系统101。可再生能源发电系统113的发电电压、电流、频率、功率等实时数据112也会实时发送到储能控制系统108。
[0033]114为储能系统，可以为电池储能系统或抽水储能系统等。将电能转化为其他形式的能源存储起来，或将其他形式的能源转化为电能释放到电网中。储能系统114向储能控制系统108发送储能系统的状态信息106，包括储能系统温度、SOC (充电状态，stage ofcharge,即储能系统的能量余量占总量的百分比)、端电压、端电流等。
[0034]115为储能系统充放电装置PCS，该装置接收储能控制系统108的充放电功率指令105，并完成电能转换和对储能系统114的充放电动作，实现充放电功率指令的要求。
[0035]104为储能系统并网开关，该装置完成储能系统114与并网接入装置102的连接与断开。
[0036]103为变压器，完成储能系统充放电装置115的并网侧低电压向电网高电压的转换，以及可再生能源并网侧低电压向电网高电压的转换。
[0037]102为并网接入装置，完成可再生能源发电系统与储能系统对电力系统的并网接入。
[0038]108为储能控制系统，完成对可再生能源和储能系统状态信息的检测(109、112、106、107)，接收调度中心101的调度指令110，向调度中心发送可再生能源与储能系统状态信息111，计算储能系统充放功率并下发给相应设备实现控制动作。其中107为储能系统电压、电流和功率数据。
[0039]包括储能系统、储能系统控制器和可再生能源发电系统的系统的总操作流程如图2所示，其中BESS为储能系统缩写，DG为可再生能源发电系统缩写。
[0040]在步骤201，接收可再生能源发电系统的一系列状态信息，包括维护时间，故障状态等。
[0041]在步骤202，判断可再生能源发电系统是否正常，如果否，则系统待机，返回步骤201。如果是，则系统进入步骤203，启动可再生能源发电。
[0042]在步骤204，调度中心或外部控制系统接收可再生能源发电系统的当前功率值。
[0043]在步骤205，判断可再生能源系统的总发电量是否超过限电指令值。如果不超过，则进入步骤207，如果超过，则进入步骤206。
[0044]在步骤206，调度中心向可再生能源发电系统发送限电指令。
[0045]在步骤207，调度中心接收储能系统状态信息，并判断储能系统是否正常(步骤
209)，若储能系统正常，则启动储能系统来平滑系统总输出功率(步骤212)，这里的系统总输出功率指的是可再生能源功率与储能系统功率的总和，具体的储能系统控制算法可参考诸如实施例一。若储能系统故障则不启动储能系统，让可再生能源发电功率直接入电网(步骤211)。
[0046]在步骤208，调度中心接收储能系统状态信息，并判断储能系统是否正常(步骤
210)，若储能系统正常则启动储能系统来跟随调度指令值。具体的储能系统控制算法可参考例如实施例二。若储能系统故障则不启动储能系统，并控制可再生能源发电系统切除部分发电机，使得总功率跟随调度指令。
[0047]在步骤215，在完成上述流程之后，使可再生能源发电系统接入电网发电。
[0048]实施例一
[0049]图3为实施例一的用于计算储能系统的充放电控制的指令值的系统结构框图。其中302、313、314、315为系统噪声过滤器，它以可再生能源功率检测值301、电池SOC检测值316、储能系统功率检测值317、储能系统温度检测值318为输入量。滤波器选择为低通滤波器，其中滤波器302截止频率可以设置在可再生能源功率检测系统的噪声频率特性和可再生能源功率实际值的频率特性中间。目的是过滤掉系统传感器AD/DA模块以及传输线路带来的高频噪声。
[0050]其他滤波器313、314、315的参数选择方法与302类似。
[0051]多尺度分析模块304以滤波器输出功率303作为输入量，将其分解为多个信号空间的信号分量。算法可以采用同时具有时域和频域定位特性的短时傅立叶变换或者小波变换等。
[0052]通过改变多尺度分析算法的尺度因子，获得一组由多个不同的信号分量组成的分析结果。
[0053]组合计算模块306对模块304计算得到的一组信号分量进行重新组合，组合计算的具体方法为:将选中的信号的时间坐标对齐，将每一个时间点上的数据进行叠加计算，得到组合结果。由于参与组合计算的各信号分量是由具有时频定位特性的多尺度分析计算得至IJ，所以在时间坐标对齐的前提下，组合计算的结果就是输出功率303在特定频率范围内的分量。
[0054]数据分量选择模块308对包含电池SOC值310、储能系统功率311、储能系统温度312等信息进行综合计算，并以计算结果为依据，对组合计算模块306输出的多个数据进行选择，确定最终的储能系统的控制指令值。
[0055]参照图3所示的算法结构，图4为本实施例的具体处理步骤。
[0056]在图4中，在步骤401，首先设置多尺度分析阶数和信号空间范围。
[0057]在步骤402，获取可再生能源功率、储能系统功率的多个历史值和当前实时值。这里，实时值403可以从检测设备或者另外的系统中获得，历史值例如可以从存储设备中读取。
[0058]步骤404对获取的可再生能源功率Pn、储能系统功率、以及电池SOC值、储能系统温度等数据进行滤波降噪。系统首先将每个变量的历史值和实时值按时间先后生成一个数据序列，以该数据序列作为滤波器的输入量。滤波器的参数设置可以参照模块302的描述。
[0059]步骤405将可再生能源功率的滤波降噪结果作为多尺度分析的输入量，对该数据序列进行多尺度分解，得到一组位于不同信号空间的数据分量，具体方法可参照模块304的描述。
[0060]在步骤406、407、408，以迭代的方式对步骤405输出的一组数据进行选择和组合计算，具体选择方法为:首先选择全频域的所有数据，进行组合计算(步骤406)，并对计算结果进行判定(步骤407)，逐渐提高参与计算的数据分量的频率范围下限(步骤408)，从而将低频分量排除在外并重新组合。
[0061]在步骤406，将多尺度分解得到的一组数据重新进行组合，主要计算方法见模块306的描述。
[0062]在步骤407，综合地计算储能系统S0C、储能系统功率、储能系统温度、环境温度参数，判断输出的组合结果的有效性(步骤406)，具体方法为:(I)将本次组合计算结果乘以系统刷新时间间隔，得到储能系统SOC增量，将该增量与当前储能系统SOC值相加，检查相加的结果是否超过储能系统SOC上/下限范围；(2)利用当前储能系统温度，环境温度作为影响因子，修正储能系统功率上下限值，如储能系统温度越高，环境温度越高，则储能系统上下限的绝对值越小，根据此原则计算得到一个优化的储能系统功率限制范围，判断本次组合计算的结果是否超过该范围；(3)以上一次储能系统功率和组合计算结果为输入量，计算储能系统功率变化率，判断该变化率是否超过储能系统充放电变化率的上/下限范围；(4)判断参与组合计算的数据个数是否超过该数据组合的总数据个数。
[0063]通过对上面的结果进行综合判断:如果在步骤407的所有比较判断中，有任何一个超过了相应的范围，则进入步骤408，反之进入步骤410。
[0064]在步骤408，逐次增加参与组合计算的信号空间频率下限。减少参与组合计算的低频域数据分量。
[0065]在步骤409，提供温度参数以及储能系统SOC值的输入，其中温度参数包括例如储能系统的环境温度和储能系统本体的温度。
[0066]在步骤410，将上一次组合计算的结果设置为Pb3，步骤411将Pb3作为储能系统的充放电控制的指令值。
[0067]实施例二
[0068]图5为实施例二的用于计算储能系统的充放电控制的指令值的系统结构框图。在图5中，与图3中参考标记相同的部分表示与实施例一中相同的结构，不再赘述。
[0069]在实施例二中，储能系统接收电网调度指令或外部控制命令功率(319)，储能系统控制器利用可再生能源功率(包含在信号303中)与外部信号319，计算出储能系统充放电目标功率。
[0070]304、320及321实现一个自适应的多尺度分解过程。其中高频分量计算模块320接收多尺度分析的结果，即信号分量305，并获取最高频分量，在高频分量计算模块320中，比较最高频分量与储能系统功率上下限范围，如果信号幅度超过该范围，则在信号空间确定模块321中增大多尺度分析的频域上限，如果信号幅度与储能系统功率上下限相比过小，则降低多尺度分析的频域上限，经过多次迭代，获得一个有效的多尺度分析结果。
[0071]参照图5所示的系统结构，说明图6所示的本实施例二的具体处理步骤。
[0072]在图6中，与图4中参考标记相同的部分表示与实施例一中相同的结构，不再赘述。
[0073]如图6所示，在步骤412，判断是否有电网调度或外部控制指令Pg(413)，如果有则将电网调度功率Pg(413)设置为调度指令值Pd。如果没有则将电网调度功率Pg设置为0(步骤 414、415)。
[0074]在步骤416，计算储能系统充放电目标功率Pb，该步骤综合计算可再生能源功率的历史值和当前值，以及外部控制指令的历史值和当前值，处理方法为:
[0075]当具有外部控制指令时，以外部指令的形式不同分为限电指令模式和预测指令模式:
[0076]在限电指令模式下:
[0077]当可再生能源输出功率大于外部指令时:充放电目标Pb为外部指令和可再生能源功率的差值:
[0078]Pb = Pn-Pg
[0079]当可再生能源输出功率小于外部指令时:充电目标为可再生能源功率输出值。
[0080]在预测指令模式下:
[0081]充放电目标Pb为外部指令和可再生能源功率的差值:
[0082]Pb = Pn-Pg
[0083]其中Pn为可再生能源功率。
[0084]当没有外部控制指令时，充放电目标为可再生能源功率输出值。
[0085]在步骤417，判断多尺度分析的有效性，具体算法可按照图5中高频分量模块320的方法，如果多尺度分析有效则进入步骤406，如果多尺度分析无效则进入步骤418，改变多尺度分析的频域范围。经过多次迭代之后得到一个有效的多尺度分解。
[0086]在步骤419，判断系统总输出功率是否超过电网功率上限，这是为了应对一下情形:某些电网调度系统会对发电厂，特别是可再生能源发电系统的总功率上限作出一定限制，以降低发电侧对电网的冲击作用。由于本系统考虑储能系统的充放电功率及SOC限制，在新能源发电功率波动率很大，输出曲线尖峰值很高时，储能系统无法平抑所有的新能源输出波动，所以必须控制切除部分新能源发电系统，以降低过高的发电功率对电网的冲击。
[0087]在步骤419中的总功率为可再生能源发电功率和储能系统功率控制目标的和。
[0088]在步骤419，若系统总输出功率超过限电指令，说明系统受硬件容量所限，无法限制过高的可再生能源输出，则进入步骤420，步骤420切除部分可再生能源发电系统，以降低系统总输出功率。切除的功率大小可按照可再生能源功率值和储能系统控制目标的差值来确定。
[0089]在步骤420中，除了计算所需切除的可再生能源发电功率值之外，还包括对切除哪些可再生能源发电系统进行优化选择，使系统损失最低。具体选择方法如图7所示:
[0090]在图7中:
[0091]在步骤701，获取所有可再生能源发电系统的历史发电功率(702)和记录当前状态发电功率，并将当前发电功率作为最新的历史值添加到历史发电功率曲线中。
[0092]在步骤703，利用最近的历史值，计算一段时间内的可再生能源发电发电功率平均值Pai，如最近一个月内的平均发电功率或一周内的平均发电功率。
[0093]在步骤704，获取所有可再生能源发电系统的维护状态(705)，并计算每一台可再生能源发电系统停机，对该系统的发电量带来的影响，主要计算方法为:
[0094]设每台可再生能源发电系统进行系统维护所需的时间为t0，则第i台可再生能源发电系统停机对发电量带来的影响Lm为:
[0095]Lm = -t0 X c X Cli
[0096]其中Pai为第i台可再生能源发电系统在最近一段时间的平均发电功率。
[0097]di为该可再生能源发电系统的维护状态影响因子，当该可再生能源发电系统处于欠维护状态(系统运行超过平均维护时间，需要进行系统维护)，且当前时间在维护人员的工作时间内(如9:00?16:00)时，则di为1，除此之外di为O。
[0098]步骤706计算停机动作对发电量的影响，主要计算方法为:
[0099]设每台可再生能源发电系统在生命周期内的总停机次数为Ns，平均寿命为ta，则第i台可再生能源发电系统停机对发电量造成的影响Ls为:
?α
[οι 00] Ls = — X Pill
lS
[0101]在步骤707，获取可再生能源发电系统的自然环境因素(708)，如当前风速、温度、湿度、风沙含量、雨/雪/冰雹，并计算自然环境因素对发电量的影响，主要计算方法为:
[0102]以风力发电系统为例，对风力发电系统的寿命产生影响的主要因素为风速湍流强度，设第i台风力发电系统风轮处的当前湍流强度为Ii,该风机系统停机时，自然因素对发电量产生的影响Lf为:
[0103]Lf = -f (Ii, ta, t0)
[0104]其中函数f的表达式可以依据损伤理论得到，如线性疲劳损伤寿命理论。
[0105]其他形式的可再生能源发电系统，如太阳能发电，太阳能热发电等，可以按照具体发电设备受到环境影响的特点，设置不同的影响因素Ii，并按照与风力发电系统类似的方法计算自然环境因素对发电量的影响Lf。
[0106]步骤709将上文提到的所有系统停机对发电量产生的影响进行求和，得到每台可再生能源发电系统的停机总影响量Li。
[0107]步骤710将所有可再生能源发电系统按照Li的大小进行排序，以从小到大的顺序进行排列(包含正负号)。排在前面的可再生能源发电系统表示该系统停机对系统发电量的影响较小，后面的表示影响较大。
[0108]在步骤711、713，714，以循环计算的方式确定哪些可再生能源发电系统需要停机。首先系统获取所需切除的可再生能源发电系统总发电量，该值可以从图6中步骤420中得至IJ。然后系统从已经排序的可再生能源发电系统中选择前j台可再生能源发电系统(j初始值为I)，比较其当前输出功率的总和Pj与所需要切除的总功率Pc的大小(714)，Pj小于Pc则表示切除的可再生能源发电系统数量不够，则增加j的数量(713)，直至Pj大于Pc。
[0109]最后，在步骤715，从已经排序的可再生能源发电系统中，选择前j台可再生能源发电系统，作为需要停机的设备，实现最优的停机策略。
[0110]上文提到的储能系统控制算法可以为:
[0111]方法一:在调度中心没有给出可再生能源发电限电指令时，系统采集可再生能源和储能系统功率的实时值和多个历史值，对这些数据进行滤波降噪获得多个有效数据一，其中储能系统可以是单体的储能设备或者是多个储能设备的组合；利用小波变换对多个有效数据一进行多尺度分解，得到处于不同信号空间的数据分量。在对储能系统功率和剩余容量进行分析的基础上选择数据分量的信号空间范围，对入选的数据分量进行组合计算，得到储能系统充放电功率。
[0112]方法二:由于调度中心与可再生能源发电厂距离较远，在两者之间通信产生故障时，系统自动认为此时调度中心没有限电指令，采用与方法一相同的控制算法。
[0113]方法三:在调度中心给出可再生能源发电限电指令时:系统采集可再生能源和储能系统功率的实时值和多个历史值，对这些数据进行滤波降噪获得多个有效数据一，其中储能系统可以是单体的储能设备或者是多个储能设备的组合；对有效数据一和发电限电指令进行计算，得到储能系统控制目标数据二。利用小波变换对多个目标数据二进行多尺度分解，得到处于不同信号空间的数据分量。在对储能系统功率和剩余容量进行分析的基础上选择数据分量的信号空间范围，对入选的数据分量进行组合计算，得到储能系统充放电功率。
[0114]在方法一、方法二、方法三中的多尺度分解步骤中，还可以包括判定多尺度分析的结果是否有效，这是对多尺度分析结果的低频分量和高频分量进行分析确定的。
[0115]在方法一、方法二、方法三中提到的多尺度分解步骤中，还可以包括如何判定组合计算的信号幅度是否越限，这主要是以储能系统当前功率、剩余容量、储能系统温度和环境温度来判定的。
[0116]根据本发明，能够接受调度指令的实时控制，使得电网接入性更好；多尺度分析的时域与频域定位特性使系统在不影响系统性能的前提下工作在最小功率状态，有利于系统长期运行；在多尺度分析的过程中采用动态参数调整的方法来匹配储能系统的容量和环境参数的限制，比传统方法更平滑，减小对硬件设备的冲击；经过优化的发电系统管理方法可以使系统停机对发电量的影响最小。
[0117]尽管以上已经结合本发明的优选实施例示出了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改、替换和改变。因此，本发明不应由上述实施例来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。
【权利要求】
1.一种用于能够并网到电力系统的可再生能源发电系统的储能系统的控制方法，包括以下步骤: 获取可再生能源发电系统所发电的当前功率值； 判断所获取的当前功率值是否超过限电指令值； 在所获取的当前功率值超过限电指令值并且所述储能系统正常的情况下，启动所述储能系统来跟随所述限电指令值；以及 在所获取的当前功率值未超过限电指令值并且所述储能系统正常的情况下，启动所述储能系统来平滑系统总输出功率，其中所述系统总输出功率是可再生能源发电系统的功率和储能系统的功率的和。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中， 如果所获取的当前功率值超过限电指令值并且所述储能系统故障，则控制可再生能源发电系统来切除部分发电机，从而使得系统总输出功率跟随所述限电指令值。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其中， 所述启动所述储能系统来平滑系统总输出功率的步骤包括: 对作为可再生能源发电系统的多个功率历史值和当前功率实时值的滤波降噪结果的数据序列进行多尺度分解，以获得一组位于不同信号空间的数据分量； 按照通过逐次增加参与组合计算的信号空间频率下限，将低频分量排除在外的方式，将通过多尺度分解得到的所述一组数据分量重新进行组合； 结合储能系统的充电状态SOC、储能系统的功率、储能系统的温度、以及环境温度参数，判断重新组合后的组合结果的有效性；以及 在重新组合后的组合结果有效的情况下，将上一次组合计算的结果作为储能系统的充放电控制的指令值。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其中， 所述启动所述储能系统来跟随所述限电指令值的步骤包括: 利用可再生能源发电系统的当前功率实时值和所述限电指令值，计算所述储能系统的充放电目标功率； 对作为可再生能源发电系统的多个功率历史值和当前功率实时值的滤波降噪结果的数据序列进行自适应的多尺度分解，以获得一组有效的位于不同信号空间的数据分量；按照通过逐次增加参与组合计算的信号空间频率下限，将低频分量排除在外的方式，将通过自适应的多尺度分解得到的所述一组数据分量重新进行组合； 结合储能系统的充电状态SOC、储能系统的功率、储能系统的温度、以及环境温度参数，判断重新组合后的组合结果的有效性；以及 在重新组合后的组合结果有效的情况下，将上一次组合计算的结果作为储能系统的充放电控制的指令值。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其中， 所述启动所述储能系统来跟随所述限电指令值的步骤还包括: 如果系统总输出功率超过所述限电指令值，则进行控制以根据停机对可再生能源发电系统的发电量带来的影响量依次切除部分发电机，从而使得系统总输出功率跟随所述限电指令值。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其中， 所述多尺度分解采用短时傅立叶变换或者小波变换。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其中， 所述储能系统是单体的储能设备或者是多个储能设备的组合。
8.一种用于能够并网到电力系统的可再生能源发电系统的储能系统的控制装置，包括: 获取可再生能源发电系统所发电的当前功率值的单元； 判断所获取的当前功率值是否超过限电指令值的单元； 在所获取的当前功率值超过限电指令值并且所述储能系统正常的情况下，启动所述储能系统来跟随所述限电指令值的单元；以及 在所获取的当前功率值未超过限电指令值并且所述储能系统正常的情况下，启动所述储能系统来平滑系统总输出功率的单元，其中所述系统总输出功率是可再生能源发电系统的功率和储能系统的功率的和。
【文档编号】H02J3/28GK104184158SQ201310198453
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月24日 优先权日:2013年5月24日
【发明者】单联柱, 董嘉挺 申请人:株式会社日立制作所