[发明专利]锂电池储能电站倍率控制方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种锂电池储能电站倍率控制方法、系统及存储介质，应用于基于锂离子电池储能单元短时高过载能力特性的倍率，设置储能变流器冗余配置的情况下，控制过程包括：获取要求输入输出功率、要求持续时间、锂离子电池储能电站额定功率、锂离子电池储能单元额定功率、满足要求输入输出功率下的预期可持续时间、锂离子电池储能单元的倍率；基于获取的数据，控制锂离子电池储能电站在高倍率过载模式、常规过载模式、智能运行模式三种模式下切换运行。通过提高储能变流器冗余配置，在少量增加储能电站成本的情况下，增大了锂离子电池储能电站的倍率充放电能力；降低了主动支撑时单位千瓦整体成本，更好的利用储能电站灵活性调节能力。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种主动支撑型锂电池储能电站倍率控制方法、系统及存储介质。

背景技术

电力储能具有平滑过渡、削峰填谷、调频调压等功能，电力储能技术是解决能源系统结构性矛盾的关键环节。储能电站可以缓解电力供应不足，保障能源安全，提高电力系统调峰和新能源利用效率，缓解大量弃风、弃光问题。

基于化学电池的储能技术，具有技术相对成熟、响应速度快、环境适应性强等优点，是现阶段电力储能技术的发展重点。相比其它类型的电池储能技术，锂离子电池储能技术具有充放电效率高，充放电速度快，体积小，重量轻等优点，成为国内电化学储能电站的重要技术路线。

与常规电力装备的电气过载特性不同，由于本身具有一定的热容能力，电化学电池的倍率过载能力具有显著的时间特性，具体表现为短时倍率过载能力强，长时或者热平衡状态过载能力受制于热扩散及运行安全，倍率过载能力偏弱。考虑锂离子电池储能电站安全及多工况运行，当前锂离子电池的额定倍率是按照长时工况设定的，没有计及短时功率支撑等工况，也就是说，用于削峰填谷的锂离子储能电站的过载能力按照额定工况确定。然而，对于应用较多的主动支撑型储能电站的运行工况多是非额定工况，其功能、时间参数与用于外部调控时会导致锂离子储能电站总体能量效率低，而设定的能力过载未考虑主动支撑时间常数特点，比如秒级支撑等，未充分挖掘储能电池的特性。另外储能变流器(PCS)冗余配置一般考虑直流系统的有功输出，最高为直流系统额定功率的150％，不能在有效满足电站的动态无功能力要求的情况下，充分挖掘锂离子电池的短时大倍率过载能力。因此，造成在主动支撑工况运行时单位千瓦整体成本较高，影响了锂离子电池储能系统在以新能源为主体的新型电力系统稳定运行中的应用经济性。

中国专利文献CN104348256B公开了考虑充放电倍率的多类型电池储能电站能量管理方法，该专利通过实时读取电池储能电站的相关数据，计算各电池储能机组的充电或放电倍率特征值，计算各电池储能机组的初始功率命令值，实时判断各电池储能机组的初始功率命令值是否超过该机组的最大允许充电或放电功率，通过计算和判断确定其功率命令值，对各电池储能机组的功率命令值汇总后输出。将合理控制各储能机组的充放电倍率作为目标，进行储能电站内部的功率协调控制及能量管理。该专利虽然考虑了电池的充放电倍率，但属于被动均衡，并且未考虑储能电池的短时大倍率过载能力，无法充分发挥锂离子电池的潜力。

中国专利文献CN109560562B公开了基于超短期负荷预测的储能电站调峰控制方法，该专利通过获取次日的日负荷曲线，制定储能电站次日的日前计划出力曲线、储能充放电边际曲线并规划储能电站的能量状态变化曲线，对超短期负荷进行预测并实时修正负荷预测曲线；修正储能电站次日的日前计划出力曲线得到储能电站在第k时段的出力指令、储能充电边际曲线、储能放电边际曲线和修正后的储能电站的能量状态变化曲线；修正储能充放电边际曲线和储能电站第k时段的出力指令；计算实际储能电站出力参考值并对电力系统进行负荷峰谷调节，完成储能电站的调峰控制。该发明基于超短期复合预测计算实际储能电站出力参考值，对储能电站调峰控制，也没有考虑锂离子电池的高倍率放电特性。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种主动支撑型锂电池储能电站倍率控制方法、系统及存储介质，以发挥锂离子电池的短时大倍率过载能力，提高储能电站充放电功率上限，提高主动支撑储能电站调节能力。