[发明专利]一种复合储能的超前优化递进控制方法

权利要求书

1.一种复合储能的超前优化递进控制方法，其特征是，包括：

1）通过相邻充放区间时长的概率分布统计，确定超前预测信息的提取区间，并将其作为优化控制策略的递进控制时间步长；

2）融合分析影响复合储能系统运行效率的主导因素，并针对其构建充放电控制策略；

3）以SOC偏移方差最小为目标函数构建优化模型，考虑充放电功率和容量限值约束，获取未来单步长控制过程中复合储能介质的充放电功率预设协调变化模式；

4）最后，给出求解算法和实现步骤。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤1）中，基于年度运行数据的概率分布统计确定超前预测信息的提取区间；选取实际风电场年度运行数据，采样步长为5min，根据平抑目标确定统一平抑偏移量，以充放各一次的时长Δt为统计量，选定两个充放区间作为递进控制时间步长，递进控制时间步长以（30，150）min为主要聚集区间，能够兼顾预测精度和超前价值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤2）中，充放电策略为：

A.Uc优先动作，LiB辅助协作，简称Uc-LiB策略；控制原则为对于满足限定条件的递进区间，由Uc优先动作甚至独立完成本区间的平抑任务，当Uc功率不足时由LiB启动并辅助协作；核心目标在于发挥Uc的SOC大范围变化特性，严格控制LiB充放电切换次数；

B.LiB主要动作，Uc辅助调整,简称LiB-Uc策略；控制原则为对于非Uc优先动作状况，发挥LiB能量密度高的优势，由其启动并承担主要平抑任务；对于Uc的启动，当LiB充放电功率的变化速率越限时，Uc辅助启动其目标在于满足平抑功率需求，而当LiB充放电功率的变化速率不越限时，Uc辅助启动取决于其SOC，其目标在于调整自身SOC以处于较优运行状态；核心目标在于利用LiB能量型介质特性，实现目标功率偏移量的有效平抑，Uc运行状态的辅助调整。

4.如权利要求3所述的方法，其特征是，所述Uc-LiB策略具有运行模式为：

模式一：递进控制时间步长内的单次充或放区间能量低于限值E_min，Uc优先动作并在其SOC不越限、充放功率在限值范围的前提下独立平抑波动；当充放电功率越限时，LiB动作辅助协作；不越限时则不动作；其运行的基本条件为：

Emin-discha<Ei<Emin-chaSOCmin-Uc<SOCUc(t)<SOCmax-Uc---(3)]]>

式中E_i（i=1,2,3,4）为递进控制步长对应的两个充放区间的能量，且[t_s-i,t_e-i]为各充放区间的始末时刻；Δt为采样步长；P（t）为平抑目标功率偏移量，当P（t）>0对应HESS的充电，其数值对应充电功率，反之对应放电状态，其数值为放点功率；同理E_i>0则代表HESS吸收能量，反之为释放能量；[E_min-discha，E_min-cha]分别为Uc优先启动对应的充放能量区间；SOC_Uc(t)为Uc的SOC瞬时值，SOC_max-Uc、SOC_min-Uc分别为Uc的SOC运行上下限值；当满足P_{max-discha-Uc}<P(t)<P_max-cha-Uc时，其中P_max-cha-Uc、P_{max-discha-Uc}分别为Uc的最大充、放电功率，本控制时间步长内Uc独立完成功率平抑；反之，则LiB辅助启动协调平抑；

模式二：递进控制时间步长内任意两相邻充放区间的充电和放电能量平衡，Uc优先动作并在其SOC不越限、充放功率在限值范围的前提下独立平抑波动；当充放电功率越限时，LiB动作辅助协作，且仅吸收或释放越限功率对应能量，不会造成本相邻充放区间内的能量失衡；不越限时则不动作；其运行的基本条件为：

-δ<ΣEcha-s-|ΣEdischa-s|<δSOCmin-Uc<SOCUc(t)<SOCmax-Uc---(4)]]>

式中E_cha-s为相邻区间的充电能量总和；E_disch-s为相应放电能量总和；δ为接近零的正数阈值；SOC_Uc(t)为Uc的SOC瞬时值，SOC_max-Uc、SOC_min-Uc分别为Uc的SOC运行上下限值；同样，当满足P_{max-discha-Uc}<P(t)<P_max-cha-Uc时，本相邻区间内Uc独立完成功率平抑；反之，则LiB辅助启动协调平抑；

模式三：递进控制时间步长内充电和放电能量平衡，Uc的SOC不越限、充放功率在限值范围的前提下优先动作并独立平抑波动；当充放电功率越限时，LiB动作辅助协作，同样仅吸收或释放越限功率对应能量；不越限时则不动作，其运行的基本条件为：

-δ<ΣEcha-t-|ΣEdischa-t|<δSOCmin-Uc<SOCUc(t)<SOCmax-Uc---(5)]]>

式中E_cha-t为递进控制步长内的充电能量总和；E_disch-t为相应放电能量总和；SOC_Uc(t)为Uc的SOC瞬时值，SOC_max-Uc、SOC_min-Uc分别为Uc的SOC运行上下限值；同样，P_{max-discha-Uc}<P(t)<P_max-cha-Uc时，本控制步长内Uc独立完成功率平抑；反之，则LiB辅助启动协调平抑。