[发明专利]一种分布式储能系统SOC均衡方法及其装置

说明书

本发明涉及一种分布式储能系统SOC均衡方法，包括以下步骤：判断需进行荷电状态均衡的N个储能单元之间的通信连接拓扑是否满足一致性算法使用条件，若满足则进行下一步，否则不可以；设定一致性控制状态向量S(k)；生成状态转移矩阵D；各储能单元检测当前是否为功率修正量更新时刻，若为功率修正量更新时刻，则重新生成功率修正量，否则维持上一功率修正量更新时刻生成的功率修正量；各储能单元将功率修正量叠加到一次分配功率上，进行输出功率修正，进而实现荷电状态均衡；本发明兼顾了分布式储能系统的弱通信条件与电网整体的功率输出需求，具有较好的实际意义。

技术领域

本发明属于电力系统运行分析与控制技术领域，尤其涉及一种弱通信条件下的分布式储能系统SOC均衡方法和相应的装置。

技术背景

储能系统作为智能电网和微电网系统的重要组成部分，发挥着移峰填谷、备用电源、电能质量治理和消纳新能源发电等作用。近年来，在储能元件成本降低，新能源发电装机量逐年攀升的背景下，储能系统发展迅猛。当前客户侧储能一般以单套系统为单位独自参与电网辅助服务，缺乏通过分布式协调控制满足全局功率需求的手段。各个储能单元在工作过程中，其SOC(State of charge,荷电状态，即剩余电量)也在实时变化。传统的静态功率分配方法，仅适用于SOC对称变化的储能系统。若各储能单元工作状态不对称，某些储能单元会过早失去充放电能力，影响系统整体工作性能。

发明内容

由于分布式储能系统中一般不宜采用基于大规模通信的集中式控制，利用分布式储能系统中相邻储能单元之间的弱通信连接，在分布式储能系统工作过程中以减小SOC差异为目标，使用离散一致性算法动态调整个储能单元的输出功率，可有效均衡各储能单元SOC，保证整个系统的持续运行。

本发明的目的在于提供一种弱通信条件下的分布式储能系统SOC均衡方法，在工作过程中采用一致性算法，在保证整体对外输出功率不变的前提下，对分布式储能系统中各个储能单元的输出功率进行动态调整，以减小各储能单元的SOC差异，有效保证电网运行的稳定性。

技术方案：本发明建立了一种弱通信条件下的分布式储能系统SOC均衡方法，使用一致性算法对各储能单元输出功率进行动态调整，包括以下步骤：

步骤1各储能单元与相邻储能单元通信，获取相邻储能单元当前SOC值；

步骤2根据状态转移矩阵D和当前时刻一致性控制状态向量S(k)计算下一时刻的理想状态量；

步骤3计算下一时刻的理想状态量与当前时刻一致性控制状态向量之间的差值，并根据所述差值和一次功率分配中，储能单元的给定输出功率得到自功率变化量；

步骤4计算自功率变化量与该储能单元拥有的可通信的相邻储能单元数之间的比值，并取所述比值的负数得到互功率变化量；

步骤5与相邻储能单元通信，发送本单元的互功率变化量，接收各邻储能单元的互功率变化量；

步骤6计算功率修正量；

步骤7将所述功率修正量叠加至一次功率分配量上得到输出功率。

进一步的，所述步骤2中下一时刻的理想状态量的计算方法为：

其中，d_ij表示状态转移矩D第i行第j列的元素，n_i与n_j分别表示储能单元i和储能单元j拥有的可通信的相邻储能单元数，N_i表示节点i的可通信的相邻储能单元集合；s_j(k)为当前时刻一致性控制状态向量S(k)中的第j个元素。

进一步的，所述步骤3中自功率变化量ΔP_i-i计算方法为：