一种综合储能系统的协调控制系统及方法

本发明涉及电力，尤其涉及一种综合储能系统的协调控制系统及方法。

背景技术：

1、由于人们所需的能源都具有很强的时间性和空间性，为了合理利用能源并提高能量的利用率，需要使用一种装置，把一段时期内暂时不用的多余能量通过某种方式收集并储存起来，在使用高峰时再提取使用，或者运往能量紧缺的地方再使用，这种方法就是能量存储。能量储存系统的基本任务是克服在能量供应和需求之间的时间性或者局部性的差异。产生这种差异有两种情况，一种是由于能量需求量的突然变化引起的，即存在高峰负荷问题，采用储能方法可以在负荷变化率增高时起到调节或者缓冲的作用，降低燃料费用，削减能源输出量的高峰，填补输出量的低谷。

2、中国专利公开号：cn112103979b公开了一种综合储能系统的协调控制方法，包括如下步骤：步骤1、建立储能的等效循环寿命模型；步骤2、对储能成本进行建模分析；步骤3、将储能系统分成具有不同充放电特性的多组储能，进行综合储能系统的协调控制。该发明未根据储能的充放电情况对储能系统进行协调控制，无法充分提高储能系统的充放电效率。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种综合储能系统的协调控制系统及方法，用以克服现有技术中由于未根据服务电路设置储能系统中运行储能单元数量，以及未根据储能的充放电情况对储能系统进行协调控制，导致的储能系统的充放电效率低的问题。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提供一种综合储能系统的协调控制系统，包括，

3、采集模块，用以采集服务电路的运行数据和储能系统的运行数据；

4、分析模块，用以根据服务电路的总功率计算服务电路所需的储能单元数量，分析模块设有分析单元，分析单元用以根据服务电路的功率设定运行储能单元数量，分析模块还设有补偿单元，补偿单元用以在低电价时间段内，根据预设安全周期内服务电路消耗的电能计算补偿系数，以对运行储能单元数量进行补偿，分析模块还设有调整单元，用以在高电价时间段内，根据储能系统的平均放电容量计算调整系数，以对补偿系数进行调整；

5、控制模块，用以根据分析得到的运行储能单元数量控制储能系统中的储能单元开启和关闭；

6、协调模块，用以在储能系统同时进行充放电时对运行储能单元进行分组及协调，协调模块设有协调单元，协调单元用以对运行储能单元进行分组，得到充电组和放电组，定义充电组的储能单元为充电单元，定义放电组的储能单元为放电单元，协调模块还设有修正单元，其用以根据充电组的剩余电量和放电组的剩余电量对充电单元和放电单元进行协调，修正单元还用以在放电组未达到放电极限但充电组到达充电极限，且充电组的极限时长达到预设时长时，根据放电组的剩余电量计算修正系数，以对充电组和放电组的数量分布进行修正，协调模块还设有校正单元，校正单元用以根据电价时间段设定校正系数，以对修正系数进行校正。

7、进一步地，所述分析单元根据服务电路的功率p计算运行储能单元数量n，设定n=p/p0，其中，当n为奇数和小数时向上取偶，p0为单个储能单元的额定功率。

8、进一步地，所述补偿单元根据预设安全周期内服务电路消耗的电能h计算服务电路在预设安全周期内所需电容d，设定d=2×h/v2，v为服务电路电压，并将所需电容d与服务电路运行储能单元总电容da进行比对，并根据比对结果对运行储能单元数量进行补偿，其中：

9、当d≤da时，所述补偿单元判定不对低价时间段内运行储能单元数量进行补偿；

10、当d＞da时，所述补偿单元判定对低价时间段内运行储能单元数量进行补偿，并根据预设安全周期内服务电路消耗的电能h计算补偿系数c，设定c=1+（d-da）/d；

11、所述补偿单元根据补偿系数c对运行储能单元计算值n进行补偿，补偿后运行储能单元计算值为n2，设定n2=n×c。

12、进一步地，所述调整单元根据高电价时间段储能系统的平均放电容量ea计算调整系数f，设定f=1+（ea-e）/(e+ea），fmin≤f≤fmax，e为当前时间运行储能单元的总额定容量，fmin为预设最小调整系数，fmax为预设最大调整系数，所述调整单元根据调整系数对补偿系数进行调整，调整后的补偿系数为ca，设定ca=f×c。

13、进一步地，所述协调单元对运行储能单元进行分组，得到充电组的储能单元数量n1和放电组的储能单元数量n2，设定n1= n2=n/2。

14、进一步地，所述修正单元根据充电组的剩余电量kb和放电组的剩余电量ka判断所述充电组和放电组的极限状态，其中：

15、当ka≥k1,且kb≤k3时，所述修正单元判断放电组未达到放电极限，充电组未达到充电极限；

16、当ka＜k1,且kb≤k3时，所述修正单元判断放电组达到放电极限，充电组未达到充电极限；

17、当ka＜k1,且kb＞k3时，所述修正单元判断放电组达到放电极限，充电组达到充电极限；

18、当ka≥k1,且kb＞k3时，所述修正单元判断放电组未达到放电极限，充电组达到充电极限，并获取充电组达到充电极限的持续时长，将该时长设定为极限时长ta1；

19、k1为第一预设电量,k3为第三预设电量，k1＜k3。

20、进一步地，所述修正单元在放电组未达到放电极限，充电组未达到充电极限时，不对充电单元和放电单元进行协调；所述修正单元在放电组达到放电极限，充电组未达到充电极限时，根据放电极限排序将放电单元更换为充电单元，同时根据充电极限排序将充电单元更换为放电单元；所述修正单元在放电组达到放电极限，充电组达到充电极限时，将放电单元同时更换为充电单元，将充电单元同时更换为放电单元；

21、在设定放电极限排序时，所述修正单元将放电组的剩余电量ka与各预设电量进行比对，并根据比对结果判断放电组的电量状态，根据电量状态设定放电组的放电极限排序，其中：

22、当ka＞k2时，所述修正单元判定放电组处于多电状态，不对放电单元进行排序；

23、当k1≤ka≤k2时，所述修正单元判定放电组处于中电状态，不对放电单元进行排序，并获取放电单元的放电极限时间点，在获取放电单元的放电极限时间点时，将放电单元的电量ka1与预设放电单元电量ka0进行比对，并根据比对结果判断是否对放电单元进行时间记录，其中：若ka1≤ka0，所述修正单元判定对放电单元进行时间记录，并获取所述放电单元的电量ka1小于等于预设放电单元电量的历史时间点，将该历史时间点作为所述放电单元的放电极限时间点；若ka1＞ka0，所述修正单元判定不对放电单元进行时间记录；

24、当ka＜k1时，所述修正单元判定放电组处于少电状态，并按照放电单元的放电极限时间点从小到大的顺序对放电单元进行排序，将该顺序设为放电组的放电极限排序；

25、在设定充电极限排序时，所述修正单元将充电组的剩余电量kb与各预设电量进行比对，并根据比对结果判断充电组的电量状态，根据电量状态设定充电组的充电极限排序，其中：

26、当kb＜k1时，所述修正单元判定充电组处于少电状态，不对充电单元进行排序；

27、当k1≤kb≤k3时，所述修正单元判定充电组处于中电状态，不对充电单元进行排序，并获取充电单元的充电极限时间点，在获取充电单元的充电极限时间点时，将充电单元的电量kb1与预设充电单元电量kb0进行比对，并根据比对结果判断是否对充电单元进行时间记录，其中：当kb1≤kb0时，所述修正单元判定不对充电单元进行时间记录；当kb1＞kb0时，所述修正单元判定对充电单元进行时间记录，并获取所述充电单元电量kb1小于等于预设充电单元电量的历史时间点，将该历史时间点作为所述充电单元的充电极限时间点；

28、当kb＞k3时，所述修正单元判定充电组处于多电状态，并按照充电组中充电单元的充电极限时间点从小到大的顺序对充电单元进行排序，将该顺序设为充电组的充电极限排序；

29、其中，k2为第二预设电量，k1＜k2＜k3，ka0＜kb0。

30、进一步地，在放电组未达到放电极限，充电组达到充电极限时，所述修正单元将充电组达到充电极限的持续时长ta1与预设时长t0进行比对，并根据比对结果判断是否对充电组和放电组的数量分布进行修正，其中：

31、当ta1＜t0时，所述修正单元判定不对充电组和放电组的数量分布进行修正；

32、当ta1≥t0时，所述修正单元判定对充电组和放电组的数量分布进行修正，并根据放电组的剩余电量计算修正系数n1a，设定n1a=(ka-k1)/d0；

33、所述修正单元根据修正系数对充电组的储能单元数量n1进行修正，修正后充电组的储能单元数量为n1a，设定n1a=n1+[n1a]，[n1a]为n1a的整数部分，修正后充电组的储能单元数量为n2a=n2-[n1a]，所述修正单元根据放电极限排序将放电单元更换为充电单元。

34、进一步地，所述校正单元将当前时间与电价时间段进行比对，根据比对结果判断校正系数，其中：

35、在当前时间在低电价时间段内时，所述校正单元判定校正系数g=g1；

36、在当前时间在正常时间段内时，所述校正单元判定校正系数g=1；

37、在当前时间在高电价时间段内时，所述校正单元判定校正系数g=g2；

38、g1为预设第一校正系数，g2为预设第二校正系数，0.5＜g1＜1＜g2＜1.3，所述校正单元根据校正系数对修正系数n1a进行校正，校正后的修正系数为n1aa，设定n1aa=n1a×g。

39、另一方面，本发明还提供一种综合储能系统的协调控制方法，包括：

40、步骤s1，采集服务电路的运行数据和储能系统的运行数据；

41、步骤s2，根据服务电路的功率设定运行储能单元数量；

42、步骤s3，在低电价时间段内，根据预设安全周期内服务电路消耗的电能计算补偿系数，并根据补偿系数对运行储能单元数量进行补偿；

43、步骤s4，在高电价时间段内，根据储能系统的平均放电容量计算调整系数，并根据调整系数对补偿系数进行调整；

44、步骤s5，根据分析得到的运行储能单元数量控制储能系统中的储能单元开启和关闭；

45、步骤s6，对运行储能单元进行分组，得到充电组和放电组；

46、步骤s7，根据充电组的剩余电量和放电组的剩余电量对充电单元和放电单元进行协调；

47、步骤s8，在放电组未达到放电极限但充电组到达充电极限，且充电组的极限时长达到预设时长时，根据放电组的剩余电量计算修正系数，并根据修正单元对运行储能单元中充电组和放电组的数量分布进行修正；

48、步骤s9，根据电价时间段设定校正系数，并根据校正系数对修正系数进行校正。

49、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述协调控制系统通过采集模块采集服务电路的运行数据和储能系统的运行数据，从而根据服务电路以及储能系统的实际工作情况对储能系统进行协调控制，所述协调控制系统通过分析单元设定运行储能单元数量，以根据服务电路的功率设置运行储能单元数量，从而减少储能系统工作时的电能消耗，根据服务电路的实际需求匹配运行储能单元数量，从而提高储能系统的充放电效率，所述协调控制系统通过补偿单元根据补偿系数对运行储能单元数量进行补偿，从而根据预设安全周期内服务电路消耗的电能在低电价时间段内增加运行储能单元数量，以使运行储能单元在低电价时间段内进行充电，保障预设安全周期内服务电路的电能消耗，提高储能系统的充放电效率，所述协调控制系统通过调整单元在高电价时间段内，根据储能系统的平均放电容量计算调整系数，并根据调整系数对补偿系数进行调整，从而处于高电价时间段减少补偿单元在在低电价时间段内增加运行储能单元数量，提高储能系统的充放电效率，所述协调控制系统通过控制模块对储能系统进行控制，从而根据分析得到的运行储能单元数量对储能系统进行控制，以便于提高储能系统的充放电效率，所述协调控制系统通过协调单元对运行储能单元进行分组，以减少储能单元进行频繁地充放电更换，从而延长储能单元的工作寿命，进一步提高储能系统的充放电效率，所述协调控制系统通过修正单元对充电组和放电组的工作储能单元进行协调，从而根据充电组的剩余电量和放电组的剩余电量对充电组和放电组的工作储能单元进行动态协调，进一步提高储能系统的充放电效率，所述协调控制系统还通过修正单元计算修正系数，并根据修正单元对运行储能单元中充电组和放电组的数量分布进行修正，从而在放电组电量未达到极限但充电组电量到达极限，且充电组极限时长达到预设时长时，根据放电组的剩余电量对运行储能单元中充电组和放电组的数量分布进行修正，从而增加充电组的储能单元数量，进一步提高储能系统的充放电效率，所述协调控制系统还通过校正单元设定校正系数，并根据校正系数对修正系数进行校正，从而根据电价时间段修正充电组的储能单元数量，进一步提高储能系统的充放电效率。