热电混合储能系统的校正方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种热电混合储能系统的校正方法，包括：建立热电混合储能系统的影响指标体系；对热电混合储能系统进行仿真，获取其满足预设性能时各个影响指标的数值范围；按照各个影响指标的数值范围对热电混合储能系统的运行环境进行校正。此外，还公开了一种热电混合储能系统的校正系统。本发明可以更加全面地对热电混合储能系统进行校正，提高热电混合储能技术应用的可靠性。有利于通过对不同影响指标的调整提升其在电力系统领域的应用效果，从而进一步提高电能质量，降低电网控制成本，对储能系统的维护也有很大的作用。
【专利说明】热电混合储能系统的校正方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能电网【技术领域】，尤其涉及一种热电混合储能系统的校正方法和一种热电混合储能系统的校正系统。
【背景技术】
[0002]储能技术在电力系统中的应用越来越广泛，它是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微电网及电动汽车发展等领域中必不可少的支撑技术，它通过功率变换装置，及时吸收和放出有功、无功功率，可以有效的实现需求侧管理、削峰填谷以及对负荷的平滑，可以提高电力设备运行效率、降低供电成本，还可以作为促进可再生能源应用，提高电网运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。但是，单一的储能技术很难同时满足能量密度、功率密度、储能效率、使用寿命、环境特性以及成本等性能指标，因此，混合储能成为当前研究的重点。
[0003]需求响应(DR)技术是指通过电力价格或者其他激励手段，有效控制需求侧分布的大量负荷设备，通过其自动响应，实现系统负荷调节目标的技术手段。家居温控设备(如电热泵、热水器以及电冰箱等)以其良好的热储能特性而成为重要的可调负荷资源，可以通过需求响应策略实时控制家居温控设备的开关状态，使一定数量的家居温控设备响应系统的负荷调节目标，增加或者减少功率的消耗。因此需求响应技术可以和电储能技术相互配合成为一种新型的热、电混合储能技术。
[0004]目前，对需求响应技术(也即热储能技术)和电储能技术相互配合形成的热电混合储能系统的校正手段较少，而且没有将影响热电混合储能技术的各种因素加以考虑，这些因素会对热、电混合储能技术的应用带来一定的影响，不同的因素对应用效果的影响程度也不同。
【发明内容】
[0005]基于此，本发明提供了一种热电混合储能系统的校正方法和一种热电混合储能系统的校正系统。
[0006]一种热电混合储能系统的校正方法，包括以下步骤:
[0007]建立热电混合储能系统的影响指标体系；其中，所述影响指标体系中包括若干个影响热电混合储能系统性能的影响指标；
[0008]对热电混合储能系统进行仿真，获取其满足预设性能时各个影响指标的数值范围；
[0009]按照各个影响指标的数值范围对热电混合储能系统的运行环境进行校正。
[0010]与一般技术相比，本发明热电混合储能系统的校正方法形成了一个影响指标体系，并对热电混合储能系统进行仿真，获取其满足预设性能时各个影响指标的数值范围。这样可以更加全面地对热电混合储能系统的运行环境进行校正，提高热电混合储能技术应用的可靠性。有利于通过对不同影响指标的调整提升其在电力系统领域的应用效果，从而进一步提高电能质量，降低电网控制成本，对储能系统的维护也有很大的作用。
[0011 ] 一种热电混合储能系统的校正系统，包括建立模块、仿真模块和校正模块；
[0012]所述建立模块，用于建立热电混合储能系统的影响指标体系；其中，所述影响指标体系中包括若干个影响热电混合储能系统性能的影响指标；
[0013]所述仿真模块，用于对热电混合储能系统进行仿真，获取其满足预设性能时各个影响指标的数值范围；
[0014]所述校正模块，用于按照各个影响指标的数值范围对热电混合储能系统的运行环境进行校正。
[0015]与一般技术相比，本发明热电混合储能系统的校正系统形成了一个影响指标体系，并对热电混合储能系统进行仿真，获取其满足预设性能时各个影响指标的数值范围。这样可以更加全面地对热电混合储能系统的运行环境进行校正，提高热电混合储能技术应用的可靠性。有利于通过对不同影响指标的调整提升其在电力系统领域的应用效果，从而进一步提高电能质量，降低电网控制成本，对储能系统的维护也有很大的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明热电混合储能系统的校正方法的流程示意图；
[0017]图2为影响指标体系示意图；
[0018]图3为本发明热电混合储能系统的校正系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。
[0020]请参阅图1，为本发明热电混合储能系统的校正方法的流程示意图。
[0021]本发明热电混合储能系统的校正方法，包括以下步骤:
[0022]SlOl建立热电混合储能系统的影响指标体系；其中，所述影响指标体系中包括若干个影响热电混合储能系统性能的影响指标；
[0023]S102对热电混合储能系统进行仿真，获取其满足预设性能时各个影响指标的数值范围；
[0024]S103按照各个影响指标的数值范围对热电混合储能系统的运行环境进行校正。
[0025]作为其中一个实施例，按照热储能、电储能、热储能和电储能的结合三个领域，建立热电混合储能系统的影响指标体系。
[0026]参见图2，为影响指标体系示意图。
[0027]分别对需求响应技术和电储能技术进行分析，得到对各自技术的应用效果产生影响的各种因素，对需求响应技术和电储能技术的配合方式进行分析，得到二者配合之间对应用效果产生影响的各种因素，形成一个对需求响应技术和电储能技术相互配合形成的热、电混合储能技术进行评估的影响因素体系。
[0028]在需求响应技术方面，技术介质和控制技术构成了需求响应技术的两个主体。
[0029]作为其中一个实施例，热储能领域的影响指标包括温控负荷热力学参数模型中的温度设定点、温度死区、室外温度变化、温控负荷数目，以及通讯过程中的通讯丢包、通讯延迟、通讯数据错误率。
[0030]温控负荷因其良好的热储能特性而成为需求响应技术重要的研究介质，通常以热力学参数模型来描述温控负荷的热力学动态，模型中的温度设定点、温度死区、室外温度变化等参数发生改变，温控设备的开关状态，室内温度的上升趋势、幅度及时间，消耗的功率等均会发生改变，因此模型中的温度设定点、温度死区、室外温度变化等参数均为影响温控负荷热力学动态行为的重要因素，温控负荷参与到控制技术中响应系统的负荷调节目标，开关状态、室内温度、消耗功率发生改变，必然会影响到控制技术的实施过程，最终影响需求响应技术。
[0031]控制技术主要是一种通过实时控制温控设备的开关状态，使一定数量的家居温控设备响应系统的负荷调节目标，增加或者减少功率的消耗的技术。温控设备即温控负荷的数目不同，可以增加或者减少的功率范围则不同，对控制技术实施的结果也会不同。此外，在控制技术中，需要得知温控设备在正常情况下的开关状态、室内温度等信息，这必然涉及到参数的传递过程即通讯过程，通讯过程的好坏会严重影响到控制技术实施的结果。
[0032]因此，对需求响应技术产生影响主要是集中于温控负荷和通讯过程两大方面，温控负荷热力学参数模型中温度设定点、温度死区、室外温度的变化，温控负荷的数目以及通讯过程中的丢包、延迟、数据错误率等均是需求响应技术重要的影响因素。
[0033]作为其中一个实施例，电储能领域的影响指标包括储能介质类型、储能介质数目、充放电速率和荷电状态。
[0034]在电储能技术方面，不同的储能介质的能量密度、功率密度、荷电状态、使用寿命等储能特性不同。使用不同的储能介质，电储能技术的实施效果必然不同；在选定一种特定的储能介质之后，储能介质的数目不同，可存储或放出的总能量则不同，电储能技术的实施效果则不同；储能介质的充放电速率不同，在单位时间内可存储或放出的能量则不同，电储能技术的实施效果则不同；储能介质的荷电状态不同，可存储或放出的能量范围则不同，电储能技术的实施效果也会不同。因此，储能介质类型、储能介质数目、充放电速率、荷电状态等均构成了电储能技术重要的影响因素。
[0035]作为其中一个实施例，热储能和电储能的结合领域的影响指标包括滤波器种类和滤波时间常数大小。
[0036]在需求响应技术和电储能技术的协调方面，二者在相互配合时主要是发挥增加或者减少功率的作用，当给定总目标功率后，如何分配目标功率到热、电储能是一重要问题，通常情况下使用的是滤波器，滤波器的种类，滤波时间常数的大小均会影响热、电储能各自的目标功率的大小，继而影响热、电储能实际的响应功率，最终影响到热、电混合储能技术的实施效果，因此，滤波器种类、滤波时间常数大小均是在热储能和电储能相互协调方面重要的影响因素。
[0037]对热电混合储能系统的所有影响指标进行分类，分为规划和运行两个方面，首先对对系统的规划产生影响的因素诸如储能介质数目进行分析，以安全性、经济性、有效性为原则，得到最佳的参数选择；继而对对系统的运行产生影响的因素诸如外界温度变化、通讯丢包等进行分析，同样以安全性、经济性、有效性为原则，得到最优的运行参数。
[0038]下面以具体的实验来验证本发明的可行性。
[0039]以使用热、电混合储能技术来平滑由于可再生能源的集成所带来的微网联络线功率波动为例，通过巴特沃兹滤波器滤波分别产生电储能和热储能的目标功率信号，以储能电池为电储能介质，以热泵作为温控负荷，继而分别用相对应的技术实现其目标。
[0040]在规划方面，以储能电池数目这一影响因素为例，储能电池的数目直接关系到电池的总容量，而电池容量的高低直接影响到电池调节能力的高低，分别设置电池的串并联个数分别为20、50，50、50，100、80，150、80，在保证其余参数不变的情况下，通过!^丨1&13程序对其进行仿真。随着电池数目的增多，电池目标功率曲线与响应功率曲线吻合程度增强，即储能电池的平滑能力增强，与热泵配合平滑联络线功率波动的能力增强。因此，在规划时，应当使用尽可能多的储能电池数目以达到功率要求，但是，考虑到经济性，则应当在满足功率要求的前提下配置数目最少的储能电池。
[0041]在运行方面，以通讯过程中热泵开关状态的传递错误率这一影响因素为例，通讯过程中热泵开关状态的传递是影响热泵响应的很重要的一个因素，热泵的开关状态不同，消耗的功率则不同，在正常情况下，目标功率一定，通过改变热泵的开关状态来响应以达到目标功率，若开关状态错误，热泵的响应则会发生改变，进而影响热泵平滑联络线功率波动的能力大小。每个热泵都有自己相应的开关状态，选择使用1000个热泵，1000个热泵则有1000个开关状态，状态有“开”和“关”两种，状态错误则是取其相反状态，随机设置开关状态的错误率，分别为1%，5%，10%, 20%, 30%,在保证其余参数不变的情况下，通过matlab程序对其进行仿真。随着开关状态错误传递率的提高，热泵平滑联络线功率波动的能力减弱，因此，应当尽可能的保证通讯过程的正确性。
[0042]按照各个影响指标的数值范围对热电混合储能系统进行控制。例如，可以在各个影响指标的数值范围内选取特定的数值，对热电混合储能系统进行配置。在热电混合储能系统运行过程中，进行实时监测和控制，使各个影响指标保持在获取的所述数值范围内，这样就能使热电混合储能系统满足预设性能。
[0043]与一般技术相比，本发明热电混合储能系统的校正方法形成了一个影响指标体系，并对热电混合储能系统进行仿真，获取其满足预设性能时各个影响指标的数值范围。这样可以更加全面地对热电混合储能系统的运行环境进行校正，提高热电混合储能技术应用的可靠性。有利于通过对不同影响指标的调整提升其在电力系统领域的应用效果，从而进一步提高电能质量，降低电网控制成`本，对储能系统的维护也有很大的作用。
[0044]请参阅图3，为本发明热电混合储能系统的校正系统的结构示意图。
[0045]本发明热电混合储能系统的校正系统，包括建立模块301、仿真模块302和校正模块 303 ；
[0046]所述建立模块301，用于建立热电混合储能系统的影响指标体系；其中，所述影响指标体系中包括若干个影响热电混合储能系统性能的影响指标；
[0047]所述仿真模块302，用于对热电混合储能系统进行仿真，获取其满足预设性能时各个影响指标的数值范围；
[0048]所述校正模块303，用于按照各个影响指标的数值范围对热电混合储能系统的运行环境进行校正。
[0049]作为其中一个实施例，所述建立模块，用于按照热储能、电储能、热储能和电储能的结合三个领域，建立热电混合储能系统的影响指标体系。
[0050]作为其中一个实施例，热储能领域的影响指标包括温控负荷热力学参数模型中的温度设定点、温度死区、室外温度变化、温控负荷数目，以及通讯过程中的通讯丢包、通讯延迟、通讯数据错误率。
[0051]作为其中一个实施例，电储能领域的影响指标包括储能介质类型、储能介质数目、充放电速率和荷电状态。
[0052]作为其中一个实施例，热储能和电储能的结合领域的影响指标包括滤波器种类和滤波时间常数大小。
[0053]与一般技术相比，本发明热电混合储能系统的校正系统形成了一个影响指标体系，并对热电混合储能系统进行仿真，获取其满足预设性能时各个影响指标的数值范围。这样可以更加全面地对热电混合储能系统的运行环境进行校正，提高热电混合储能技术应用的可靠性。有利于通过对不同影响指标的调整提升其在电力系统领域的应用效果，从而进一步提高电能质量，降低电网控制成本，对储能系统的维护也有很大的作用。
[0054]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种热电混合储能系统的校正方法，其特征在于，包括以下步骤: 建立热电混合储能系统的影响指标体系；其中，所述影响指标体系中包括若干个影响热电混合储能系统性能的影响指标； 对热电混合储能系统进行仿真，获取其满足预设性能时各个影响指标的数值范围； 按照各个影响指标的数值范围对热电混合储能系统的运行环境进行校正。
2.根据权利要求1所述的热电混合储能系统的校正方法，其特征在于，所述建立热电混合储能系统的影响指标体系的步骤，包括以下步骤: 按照热储能、电储能、热储能和电储能的结合三个领域，建立热电混合储能系统的影响指标体系。
3.根据权利要求2所述的热电混合储能系统的校正方法，其特征在于，所述建立热电混合储能系统的影响指标体系的步骤中，热储能领域的影响指标包括温控负荷热力学参数模型中的温度设定点、温度死区、室外温度变化、温控负荷数目，以及通讯过程中的通讯丢包、通讯延迟、通讯数据错误率。
4.根据权利要求2所述的热电混合储能系统的校正方法，其特征在于，所述建立热电混合储能系统的影响指标体系的步骤中，电储能领域的影响指标包括储能介质类型、储能介质数目、充放电速率和荷电状态。
5.根据权利要求2所述的热电混合储能系统的校正方法，其特征在于，所述建立热电混合储能系统的影响指标体系的步骤中，热储能和电储能的结合领域的影响指标包括滤波器种类和滤波时间常数大小。
6.一种热电混合储能系统的校正系统，其特征在于，包括建立模块、仿真模块和校正模块； 所述建立模块，用于建立热电混合储能系统的影响指标体系；其中，所述影响指标体系中包括若干个影响热电混合储能系统性能的影响指标； 所述仿真模块，用于对热电混合储能系统进行仿真，获取其满足预设性能时各个影响指标的数值范围； 所述校正模块，用于按照各个影响指标的数值范围对热电混合储能系统的运行环境进行校正。
7.根据权利要求6所述的热电混合储能系统的校正系统，其特征在于，所述建立模块，用于按照热储能、电储能、热储能和电储能的结合三个领域，建立热电混合储能系统的影响指标体系。
8.根据权利要求7所述的热电混合储能系统的校正系统，其特征在于，热储能领域的影响指标包括温控负荷热力学参数模型中的温度设定点、温度死区、室外温度变化、温控负荷数目，以及通讯过程中的通讯丢包、通讯延迟、通讯数据错误率。
9.根据权利要求7所述的热电混合储能系统的校正系统，其特征在于，电储能领域的影响指标包括储能介质类型、储能介质数目、充放电速率和荷电状态。
10.根据权利要求7所述的热电混合储能系统的校正系统，其特征在于，热储能和电储能的结合领域的影响指标包括滤波器种类和滤波时间常数大小。
【文档编号】H02J3/28GK103746397SQ201410030820
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】唐升卫, 孙建伟, 刘菲, 黄曙, 顾博川, 尤毅, 黄缙华, 夏亚君, 王丹, 王冉 申请人:广东电网公司电力科学研究院