一种电能调度方法与流程

1.本发明涉及储能调度技术领域，特别指一种电能调度方法。


背景技术：

2.储能是实现碳达峰与碳中和的关键技术，也是保障能源安全的重要支撑。电化学储能装置是利用电池对用电负载进行调度，以平抑各用电负载的用电负荷差，缩小电网的峰谷差(不同时段的用电量)，对电能进行调峰调频，有效解决弃风、弃光问题(风力发电和光伏发电的发电量过多而电网无法消纳的问题)。
3.电化学储能装置在不同的应用领域，其具体的组成有所不同，影响电化学储能装置的调度策略的因素也较多，导致整体的调度策略相当复杂。若由电化学储能装置自行进行边缘计算以决定调度策略，由于电化学储能装置的算力有限，需要花费较长时间才能计算出具体的调度策略，将影响电能的调度效果；若由云端对电化学储能装置进行电能的调度，将导致电能调度的响应时间较长。
4.因此，如何提供一种电能调度方法，实现提升电化学储能装置电能调度的及时性，成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题，在于提供一种电能调度方法，实现提升电化学储能装置电能调度的及时性。
6.本发明是这样实现的：一种电能调度方法，包括如下步骤：
7.步骤s10、电化学储能装置创建一本地充电调度策略以及一本地放电调度策略；
8.步骤s20、电化学储能装置获取电网接入状态、当前时段以及发电源接入状态，基于所述电网接入状态、当前时段、发电源接入状态、本地充电调度策略以及本地放电调度策略控制电池的充电和放电；
9.步骤s30、电化学储能装置实时检测当前的工作模式；
10.步骤s40、云端创建一云端调度规则；
11.步骤s50、云端与电化学储能装置实时通信获取所述工作模式，基于所述工作模式以及云端调度规则生成云端电能调度策略发送给电化学储能装置；
12.步骤s60、电化学储能装置利用接收的所述云端电能调度策略控制电池进行充电或者放电。
13.进一步地，所述步骤s10中，所述本地充电调度策略具体为：
14.设定电化学储能装置接入电网，接入ac侧发电源或者dc侧发电源时，峰段、谷段以及平段对应的启动充电soc阈值、停止充电soc阈值、最大充电电流；
15.设定电化学储能装置接入电网，未接入ac侧发电源和dc侧发电源时，峰段、谷段以及平段对应的启动充电soc阈值、停止充电soc阈值、最大充电电流；
16.设定电化学储能装置未接入电网，接入ac侧发电源或者dc侧发电源时，峰段、谷段
以及平段对应的启动充电soc阈值、停止充电soc阈值、最大充电电流。
17.进一步地，所述步骤s10中，所述本地放电调度策略具体为：
18.设定电化学储能装置接入电网，接入ac侧发电源或者dc侧发电源时，峰段、谷段以及平段对应的启动放电soc阈值、停止放电soc阈值、最大放电电流；
19.设定电化学储能装置接入电网，未接入ac侧发电源和dc侧发电源时，峰段、谷段以及平段对应的启动放电soc阈值、停止放电soc阈值、最大放电电流。
20.进一步地，所述步骤s20中，所述电网接入状态为并网或者离网，并网表示电化学储能装置接入电网，离网表示电化学储能装置未接入电网；
21.所述当前时段为峰段、谷段或者平段；
22.所述发电源接入状态为有发电源或者无发电源；有发电源表示接入ac侧发电源或者dc侧发电源；无发电源表示未接入ac侧发电源和dc侧发电源，或者ac侧发电源和dc侧发电源不处于发电状态。
23.进一步地，所述步骤s30中，所述工作模式为静止模式、充电模式或者放电模式；各所述工作模式均包括电池通过dcdc电源模块接入母线以及电池直接接入母线两种情况。
24.进一步地，所述步骤s40中，所述云端调度规则包括有dcdc电源模块调度子规则以及无dcdc电源模块调度子规则。
25.进一步地，所述步骤s40中，所述有dcdc电源模块调度子规则具体为：
26.当电池通过dcdc电源模块接入母线时，预先设定一母线电压：
27.工作模式为静止模式时，dc侧发电源输出电压＝母线电压+第一电压叠加值；pcs输出电压为母线电压；双向dcdc电源模块充电时，向负载输出对应功率；双向dcdc电源模块放电时，双向dcdc电源模块输出电压＝母线电压+第二电压叠加值；第二电压叠加值＞第一电压叠加值；ac侧发电源根据实时负载更新输出功率；
28.工作模式为充电模式时，dc侧发电源输出电压＝母线电压+第一电压叠加值；pcs输出电压为母线电压；dcdc电源模块根据实际充电电流进行充电；双向dcdc电源模块充电时，向负载输出对应功率；双向dcdc电源模块放电时，双向dcdc电源模块输出电压＝母线电压+第二电压叠加值；ac侧发电源根据实时负载更新输出功率；
29.工作模式为放电模式时，dc侧发电源输出电压＝母线电压+第一电压叠加值；pcs输出电压为母线电压；dcdc电源模块输出电压＝母线电压+第三电压叠加值，并处于双向工作模式；双向dcdc电源模块对外输出能量时，向负载输出对应功率；双向dcdc电源模块从外部吸收能量时，双向dcdc电源模块输出电压＝母线电压+第二电压叠加值；第三电压叠加值＜第一电压叠加值；ac侧发电源接入时，根据实时负载更新输出电流；ac侧发电源未接入时，关闭pcs。
30.进一步地，所述步骤s40中，所述无dcdc电源模块调度子规则具体为：
31.当电池直接接入母线时，在各工作模式下，均先采集各负载的负载功率以及期望功率，采集ac侧发电源和dc侧发电源的发电功率以及未发电功率；
32.基于ac侧发电源和dc侧发电源的发电成本，优先使用低成本的发电源进行功率输出，再使用电池进行功率输出，在功率输出过程中实时更新负载功率。
33.进一步地，所述步骤s60具体为：
34.电化学储能装置利用接收的所述云端电能调度策略代替本地的本地充电调度策
略或者本地放电调度策略，进而控制电池进行充电或者放电。
35.进一步地，所述步骤s60还包括：
36.电化学储能装置接收云端基于电化学储能装置运行数据、电网数据、天气预报数据以及充放电历史数据进行大数据云计算得到的云调度策略，基于所述云调度策略控制电池进行充电或者放电。
37.本发明的优点在于：
38.通过在电化学储能装置本地创建本地充电调度策略和本地放电调度策略，在云端创建云端调度规则，电化学储能装置先基于本地充电调度策略和本地放电调度策略控制电池的充电和放电，并实时检测当前的工作模式发送给云端，云端利用强大的算力，基于工作模式以及云端调度规则生成云端电能调度策略发送给电化学储能装置，电化学储能装置再利用接收的云端电能调度策略控制电池进行充电或者放电，即电化学储能装置通过本地的充电调度策略和本地放电调度策略先对电能进行调度，避免向云端请求调度策略而导致的时延，云端再利用强大的算力基于电化学储能装置的工作模式匹配对应的云端电能调度策略，避免电化学储能装置花费较长时间进行计算，最终不仅简化本地调度难度，还极大的提升了电化学储能装置电能调度的及时性。
附图说明
39.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
40.图1是本发明一种电能调度方法的流程图。
41.图2是本发明电化学储能装置的拓扑图。
具体实施方式
42.本技术实施例中的技术方案，总体思路如下：通过在电化学储能装置创建本地充电调度策略和本地放电调度策略，在云端创建云端调度规则，电化学储能装置通过本地的充电调度策略和本地放电调度策略先对电能进行调度，避免向云端请求调度策略而导致的时延，云端再基于电化学储能装置的工作模式匹配计算对应的云端电能调度策略下发给电化学储能装置，避免电化学储能装置花费较长时间进行计算，以提升电能调度的及时性。
43.请参照图1至图2所示，本发明需使用如下一种电化学储能装置，包括若干个pcs、若干个ac侧发电源、若干个dc侧发电源、若干个电池、若干个dcdc电源模块、若干个双向dcdc电源模块；
44.所述pcs的输入端连接在交流母线上，输出端连接在直流母线上；所述ac侧发电源连接在交流母线上；所述dc侧发电源以及双向dcdc电源模块连接在直流母线上；所述电池直接连接在直流母线上，或者通过所述dcdc电源模块连接在直流母线上。
45.本发明一种电能调度方法的较佳实施例，包括如下步骤：
46.步骤s10、电化学储能装置创建一本地充电调度策略以及一本地放电调度策略；
47.步骤s20、电化学储能装置获取电网接入状态、当前时段以及发电源接入状态，基于所述电网接入状态、当前时段、发电源接入状态、本地充电调度策略以及本地放电调度策略控制电池的充电和放电；
48.步骤s30、电化学储能装置实时检测当前的工作模式；
49.步骤s40、云端创建一云端调度规则；
50.步骤s50、云端与电化学储能装置实时通信获取所述工作模式，基于所述工作模式以及云端调度规则生成云端电能调度策略发送给电化学储能装置；
51.步骤s60、电化学储能装置利用接收的所述云端电能调度策略控制电池进行充电或者放电。
52.所述步骤s10中，所述本地充电调度策略具体为：
53.设定电化学储能装置接入电网，接入ac侧发电源或者dc侧发电源时，峰段、谷段以及平段对应的启动充电soc阈值、停止充电soc阈值、最大充电电流；
54.设定电化学储能装置接入电网，未接入ac侧发电源和dc侧发电源时，峰段、谷段以及平段对应的启动充电soc阈值、停止充电soc阈值、最大充电电流；
55.设定电化学储能装置未接入电网，接入ac侧发电源或者dc侧发电源时，峰段、谷段以及平段对应的启动充电soc阈值、停止充电soc阈值、最大充电电流。
56.在电化学储能装置接入电网，接入ac侧发电源或者dc侧发电源时(并网有发电源)，若当前电池soc处于有发电源与无发电源的启动soc阈值中间，则按电化学储能装置实际多余电流对电池进行充电，比如ac侧发电源发电100kw，dc侧发电源发电50kw，发电共计150kw，而当前负载120kw，就用30kw功率对电池进行充电。
57.所述本地充电调度策略的示意表格如下：
[0058][0059]
[0060]
所述步骤s10中，所述本地放电调度策略具体为：
[0061]
设定电化学储能装置接入电网，接入ac侧发电源或者dc侧发电源时，峰段、谷段以及平段对应的启动放电soc阈值、停止放电soc阈值、最大放电电流；
[0062]
设定电化学储能装置接入电网，未接入ac侧发电源和dc侧发电源时，峰段、谷段以及平段对应的启动放电soc阈值、停止放电soc阈值、最大放电电流。
[0063]
所述启动充电soc阈值小于停止充电soc阈值，所述启动放电soc阈值大于停止放电soc阈值。当电化学储能装置在切换工作模式的瞬间，可能判定即要充电也要放电，则以充电优先。
[0064]
所述本地放电调度策略的示意表格如下：
[0065][0066]
所述步骤s20中，所述电网接入状态为并网或者离网，并网表示电化学储能装置接入电网，离网表示电化学储能装置未接入电网；
[0067]
所述当前时段为峰段、谷段或者平段；
[0068]
所述发电源接入状态为有发电源或者无发电源；有发电源表示接入ac侧发电源或者dc侧发电源；无发电源表示未接入ac侧发电源和dc侧发电源，或者ac侧发电源和dc侧发电源不处于发电状态。
[0069]
所述步骤s30中，所述工作模式为静止模式、充电模式或者放电模式；各所述工作模式均包括电池通过dcdc电源模块接入母线以及电池直接接入母线两种情况。所述静止模式表示电池既不充电也不放电，由pcs进行功率输出。
[0070]
所述步骤s40中，所述云端调度规则包括有dcdc电源模块调度子规则以及无dcdc电源模块调度子规则。
[0071]
所述步骤s40中，所述有dcdc电源模块调度子规则具体为：
[0072]
当电池通过dcdc电源模块接入直流母线时，预先设定一母线电压，所述母线电压的取值举例为800v：
[0073]
工作模式为静止模式时，dc侧发电源输出电压＝母线电压+第一电压叠加值，例如设定第一电压叠加值为5v，则dc侧发电源输出电压为805v，通过加上第一电压叠加值能最大化利用dc侧发电源的能量；pcs单向输出电压为母线电压；双向dcdc电源模块充电时，向负载输出对应功率；双向dcdc电源模块放电时，双向dcdc电源模块输出电压＝母线电压+第二电压叠加值；第二电压叠加值＞第一电压叠加值，例如设定第二电压叠加值为6v，则双向
dcdc电源模块输出电压为806v，设定第二电压叠加值大于第一电压叠加值为了避免轻负载时无法放电；ac侧发电源根据实时负载更新输出功率；
[0074]
工作模式为充电模式时，dc侧发电源输出电压＝母线电压+第一电压叠加值；pcs单向输出电压为母线电压；dcdc电源模块根据实际充电电流进行充电；双向dcdc电源模块充电时，向负载输出对应功率；双向dcdc电源模块放电时，双向dcdc电源模块输出电压＝母线电压+第二电压叠加值；ac侧发电源根据实时负载更新输出功率；
[0075]
工作模式为放电模式时，dc侧发电源输出电压＝母线电压+第一电压叠加值；pcs单向输出电压为母线电压；dcdc电源模块输出电压＝母线电压+第三电压叠加值，并处于双向工作模式；双向dcdc电源模块对外输出能量时，向负载输出对应功率；双向dcdc电源模块从外部吸收能量时，双向dcdc电源模块输出电压＝母线电压+第二电压叠加值；第三电压叠加值＜第一电压叠加值，例如设定第三电压叠加值为3v，为了优先用电池外部的电量；ac侧发电源接入时，根据实时负载更新输出电流；ac侧发电源未接入时，关闭pcs。
[0076]
pcs、ac侧发电源、dc侧发电源以及电池采用恒压限流的输出模式。
[0077]
所述步骤s40中，所述无dcdc电源模块调度子规则具体为：
[0078]
当电池直接接入直流母线时，在各工作模式下，均先采集各负载的负载功率以及期望功率，包括电池期望充电功率，当电池电量过满时，电池期望充电功率可以是负值，采集ac侧发电源和dc侧发电源的发电功率以及未发电功率；所述电池电压的取值举例为600-800v；
[0079]
基于ac侧发电源和dc侧发电源的发电成本，优先使用低成本的发电源进行功率输出，再使用电池进行功率输出，在功率输出过程中实时更新负载功率；所有变换突波都由电池硬抗，且电池一直处于运态的充放电；充放电过程中，先加大充放电的电量，再提升功率输出，以提升安全性和稳定性。
[0080]
离网时，若ac侧只有一个pcs，相当于少了一个pcs作为发电源；前级有ac侧发电源时，pcs相当于降功率使用；前级有ac负载时，pcs相当于用电负载。
[0081]
所述步骤s60具体为：
[0082]
电化学储能装置利用接收的所述云端电能调度策略代替本地的本地充电调度策略或者本地放电调度策略，进而控制电池进行充电或者放电。
[0083]
所述步骤s60还包括：
[0084]
电化学储能装置接收云端基于电化学储能装置运行数据、电网数据、天气预报数据以及充放电历史数据进行大数据云计算得到的云调度策略，基于所述云调度策略控制电池进行充电或者放电。
[0085]
综上所述，本发明的优点在于：
[0086]
通过在电化学储能装置本地创建本地充电调度策略和本地放电调度策略，在云端创建云端调度规则，电化学储能装置先基于本地充电调度策略和本地放电调度策略控制电池的充电和放电，并实时检测当前的工作模式发送给云端，云端利用强大的算力，基于工作模式以及云端调度规则生成云端电能调度策略发送给电化学储能装置，电化学储能装置再利用接收的云端电能调度策略控制电池进行充电或者放电，即电化学储能装置通过本地的充电调度策略和本地放电调度策略先对电能进行调度，避免向云端请求调度策略而导致的时延，云端再利用强大的算力基于电化学储能装置的工作模式匹配对应的云端电能调度策
略，避免电化学储能装置花费较长时间进行计算，最终不仅简化本地调度难度，还极大的提升了电化学储能装置电能调度的及时性。
[0087]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。