一种构网型储能控制方法及系统与流程

本发明涉及储能系统控制，更具体的是涉及一种构网型储能控制方法及系统。

背景技术：

1、随着能源结构的转变和电力系统的不断发展，储能技术在电力系统中的应用越来越广泛；构网型储能系统能够起到了提高供电可靠性、平衡供需差异、支持可再生能源集成等多重作用，对于实现可持续、高效的电力系统具有重要意义；

2、然而现有的构网型储能系统主要面临以下问题：一是如何实现对电网的稳定支撑；二是如何提高储能系统的能效；三是如何实现快速响应和高效控制；由于电池容量的限制以及电网在不同时段的负荷不同，有时过大的电网波动会导致传统的电池储能系统无法及时稳定电网，即使电池储能系统的控制设备能够做出反应，电池组也无法及时提供较大的电能存储，降低可稳定过程的精确性；

3、因此，针对现有技术的不足，本发明提出了一种构网型储能控制方法及系统。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

2、一种构网型储能控制方法，包括：

3、步骤一，在电网上设置电网监测设备，实时监测电网负荷量，并统计历史负荷数据；

4、步骤二，建立电池储能装置和压缩空气储能装置，分别与电网连接；

5、步骤三，根据当前电网负荷量控制所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置进行储能和放电动作；

6、步骤四，根据历史负荷数据预测未来电网负荷量，并根据未来电网负荷量和当前电网负荷量控制所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置在未来时刻的储能和放电动作。

7、优选的，在上述的一种构网型储能控制方法中，所述在电网上设置电网监测设备，实时监测电网负荷量，并统计历史负荷数据包括：

8、所述电网监测设备用于实时获取当前电网负荷量，并将其发送至历史数据库中存储为历史负荷数据；

9、所述历史数据库在存储过程中将对应的时间标记插入数据；

10、通过数据挖掘技术分析所述数据库中的历史负荷数据，得到电网负荷在一天内各时段的变化规律。

11、优选的，在上述的一种构网型储能控制方法中，所述电池储能装置包括：

12、电池组、电池管理部件和充放电部件；

13、所述电池组由多个电池单元组成，用于存储电能；所述电池管理部件负责对所述电池组进行管理和监控，确保所述电池组的正常运行；所述充放电部件负责将电能输送给所述电池组，对所述电池单元进行充电，将电能由所述电池组输出，为电网供电。

14、优选的，在上述的一种构网型储能控制方法中，所述压缩空气储能装置包括：

15、储气罐、压缩机、放气阀门、发电设备和压缩管理部件；

16、所述储气罐用于存储被压缩的空气的容器；所述压缩机由电网中获取电能，通过电能将空气压缩并储存在所述储气罐中；所述放气阀门设置于所述储气罐出口，用于释放储存的压缩空气，当需要释放能量时，所述放气阀门打开，压缩空气通过管道传输到所述发电设备；所述发电设备接收压缩空气，通过压缩空气的能量驱动发电机产生电能，并将其输送至电网中为电网供电；所述压缩管理部件负责对所述储气罐、所述压缩机、所述放气阀门、所述发电设备进行管理和监控，确保各部件的正常运行。

17、优选的，在上述的一种构网型储能控制方法中，所述根据当前电网负荷量控制所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置进行储能和放电动作包括：

18、在所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置上建立分析控制端，所述分析控制端与所述电网监测设备连接；

19、所述分析控制端获取当前电网负荷量，判定当前电网是否处于高峰时刻；

20、若未处于高峰时刻控制所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置进行储能动作；若处于高峰时刻控制所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置进行放电动作。

21、优选的，在上述的一种构网型储能控制方法中，所述若未处于高峰时刻控制所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置进行储能动作还包括：

22、若未处于高峰时刻时通过预设的储能功率划分模型分别计算所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置在储能过程中的储能功率数据；

23、所述储能功率划分模型为pa＝(ha*δl)/(τa*ηa)，pb＝(hb*δl)/(τb*ηb)；

24、其中，pa为所述分析控制端控制所述电池储能装置的储能功率一，pb为所述分析控制端控制所述压缩空气储能装置的储能功率二；δl为电网当前负荷变化量，即当前电网负荷量与前一时刻的电网负荷量的差值的绝对值；τa为所述电池储能装置的响应时间，τb为所述压缩空气储能装置的响应时间；ηa为所述电池储能装置的调节效率，反应所述电池储能装置在充电和放电过程中的能量损失比例，为0到1之间的小数；ηb为所述压缩空气储能装置的调节效率，反应所述压缩空气储能装置在储能和放电过程中的能量损失比例，同为0到1之间的小数；ha为所述电池储能装置的储能分配系数，hb为所述压缩空气储能装置的储能分配系数，二者均为0到1之间的小数；限定条件为ha+hb＝1，且hb>ha。

25、优选的，在上述的一种构网型储能控制方法中，所述若处于高峰时刻控制所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置进行放电动作还包括：

26、若处于高峰时刻时通过预设的放电功率划分模型分别计算所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置在放电过程中的放电功率数据；

27、所述放电功率划分模型为qa＝(ka*δl)/(τa*ηa)，qb＝(kb*δl)/(τb*ηb)；

28、其中，qa为所述分析控制端控制所述电池储能装置的放电功率一，qb为所述分析控制端控制所述压缩空气储能装置的放电功率二；ka为所述电池储能装置的放电分配系数，kb为所述压缩空气储能装置的放电分配系数，二者均为0到1之间的小数；限定条件为ka+kb＝1，且ka＝m*δl+n；其中，m为调节系数，n为调节参数，均由人员预先设定。

29、优选的，在上述的一种构网型储能控制方法中，所述根据历史负荷数据预测未来电网负荷量，并根据未来电网负荷量和当前电网负荷量控制所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置在未来时刻的储能和放电动作包括：

30、根据电网负荷在一天内各时段的变化规律通过线性回归模型分析计算电网在未来时刻t的负荷预测量；

31、基于负荷预测量判定电网在未来时刻t时是否处于高峰时刻；

32、根据该负荷预测量与当前电网负荷量获得电网在未来时刻t的负荷变化量δl；

33、根据高峰时刻的判定结果将该未来时刻t的负荷变化量δl代入对应的所述储能功率划分模型或所述放电功率划分模型中，生成所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置在未来时刻t的储能功率数据或放电功率数据；

34、所述分析控制端基于该储能功率数据或放电功率数据对应进行调节动作。

35、一种构网型储能控制系统，包括：

36、电池储能模块，其包括电池组、电池管理部件和充放电部件；所述电池组由多个电池单元组成，用于存储电能；所述电池管理部件负责对所述电池组进行管理和监控，确保所述电池组的正常运行；所述充放电部件负责将电能输送给所述电池组，对所述电池单元进行充电，将电能由所述电池组输出，为电网供电；

37、压缩空气储能模块，其包括储气罐、压缩机、放气阀门、发电设备和压缩管理部件；所述储气罐用于存储被压缩的空气，所述压缩机由电网中获取电能，通过电能将空气压缩并储存在所述储气罐中，所述放气阀门设置于所述储气罐出口，用于释放储存的压缩空气，当需要释放能量时，所述放气阀门打开，压缩空气通过管道传输到所述发电设备，所述发电设备接收压缩空气，通过压缩空气的能量驱动发电机产生电能，并将其输送至电网中为电网供电，所述压缩管理部件负责对所述储气罐、所述压缩机、所述放气阀门、所述发电设备进行管理和监控，确保各部件的正常运行；

38、电网监测模块，其用于实时获取当前电网负荷量，并将其发送至历史数据库中存储为历史负荷数据；所述历史数据库在存储过程中将对应的时间标记插入数据；通过数据挖掘技术分析所述数据库中的历史负荷数据，得到电网负荷在一天内各时段的变化规律；

39、分析控制模块，其与所述电网监测模块、所述电池储能模块和所述压缩空气储能模块连接，用于获取当前电网负荷量，判定当前电网是否处于高峰时刻；若未处于高峰时刻则通过预设的储能功率划分模型分别计算所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置在储能过程中的储能功率数据，控制所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置进行储能动作；若处于高峰时刻则通过预设的放电功率划分模型分别计算所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置在放电过程中的放电功率数据，控制所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置进行放电动作。

40、优选的，在上述的一种构网型储能控制系统中，所述分析控制模块还包括：

41、所述储能功率划分模型为pa＝(ha*δl)/(τa*ηa)，pb＝(hb*δl)/(τb*ηb)；

42、其中，pa为所述分析控制端控制所述电池储能装置的储能功率一，pb为所述分析控制端控制所述压缩空气储能装置的储能功率二；δl为电网当前负荷变化量，即当前电网负荷量与前一时刻的电网负荷量的差值的绝对值；τa为所述电池储能装置的响应时间，τb为所述压缩空气储能装置的响应时间；ηa为所述电池储能装置的调节效率，反应所述电池储能装置在充电和放电过程中的能量损失比例，为0到1之间的小数；ηb为所述压缩空气储能装置的调节效率，反应所述压缩空气储能装置在储能和放电过程中的能量损失比例，同为0到1之间的小数；ha为所述电池储能装置的储能分配系数，hb为所述压缩空气储能装置的储能分配系数，二者均为0到1之间的小数；限定条件为ha+hb＝1，且hb>ha；

43、所述放电功率划分模型为qa＝(ka*δl)/(τa*ηa)，qb＝(kb*δl)/(τb*ηb)；

44、其中，qa为所述分析控制端控制所述电池储能装置的放电功率一，qb为所述分析控制端控制所述压缩空气储能装置的放电功率二；ka为所述电池储能装置的放电分配系数，kb为所述压缩空气储能装置的放电分配系数，二者均为0到1之间的小数；限定条件为ka+kb＝1，且ka＝m*δl+n；其中，m为调节系数，n为调节参数，均由人员预先设定；

45、所述分析控制模块基于负荷预测量判定电网在未来时刻t时是否处于高峰时刻；根据该负荷预测量与当前电网负荷量获得电网在未来时刻t的负荷变化量δl；

46、根据高峰时刻的判定结果将该未来时刻t的负荷变化量δl代入对应的所述储能功率划分模型或所述放电功率划分模型中，生成所述电池储能装置和所述压缩空气储能装置在未来时刻t的储能功率数据或放电功率数据；

47、所述分析控制端基于该储能功率数据或放电功率数据对应进行调节动作。

48、经由上述的技术方案可知，本技术与现有技术相比，其有益效果在于：

49、本发明公开了一种构网型储能控制方法及系统，包括：在电网上设置电网监测设备，实时监测电网负荷量，并统计历史负荷数据；建立电池储能装置和压缩空气储能装置，分别与电网连接；根据当前电网负荷量控制电池储能装置和压缩空气储能装置进行储能和放电动作；根据历史负荷数据预测未来电网负荷量，并根据未来电网负荷量和当前电网负荷量控制电池储能装置和压缩空气储能装置在未来时刻的储能和放电动作；本发明采用两种储能装置分配电网中的负荷，由于压缩空气储能装置的储能上限高、释放速度慢，而电池存储装置的储能上限低、释放速度快，在储能过程中优先由电网向压缩空气储能装置提供较多的电能，在放电过程中根据负荷情况提高电池储能装置的供电效果，等待压缩空气储能装置响应，一同进行供电动作；能够应对瞬时大功率需求，如突发的负荷峰值或电网故障时的补偿等，也能够在储能装置故障时互相作为备用能源，维持电网的稳定运行。