本發(fā)明屬于電力儲(chǔ)能，具體涉及一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部功率分配方法。

背景技術(shù)：

1、bess，是battery?energy?storage?system的簡(jiǎn)稱，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。

2、soc，是state?of?charge的簡(jiǎn)稱，荷電狀態(tài)。

3、隨著電網(wǎng)的低碳目標(biāo)的產(chǎn)生，新能源以越來(lái)越大的規(guī)模接入電網(wǎng)，然而，新能源的隨機(jī)性和間歇性使其并網(wǎng)的波動(dòng)功率較大，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了不利影響。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)bess的出現(xiàn)，使得快速對(duì)電網(wǎng)充放電成為現(xiàn)實(shí)。bess可實(shí)現(xiàn)能量在時(shí)間和空間上的轉(zhuǎn)移，是當(dāng)前輔助新能源并網(wǎng)的重要手段。

4、但當(dāng)前bess運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常由于控制策略不合理導(dǎo)致的電池電源無(wú)規(guī)則動(dòng)作，引發(fā)bess內(nèi)部電池單元的荷電狀態(tài)soc出現(xiàn)不平衡。而當(dāng)電池單元的soc不平衡時(shí)，會(huì)極大的降低bess的可持續(xù)調(diào)控能力，進(jìn)而影響bess對(duì)調(diào)度中心下發(fā)調(diào)控指令的準(zhǔn)確跟蹤，從而影響新能源的安全平穩(wěn)并網(wǎng)。

5、綜上，bess可防止新能源并網(wǎng)的功率波動(dòng)過(guò)大，但現(xiàn)有bess運(yùn)行過(guò)程中的電池單元soc不平衡導(dǎo)致降低bess的可持續(xù)調(diào)控能力，影響新能源并網(wǎng)的安全性和平穩(wěn)性。

6、此為現(xiàn)有技術(shù)的不足，因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部功率分配方法及裝置，是非常有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中bess可防止新能源并網(wǎng)的功率波動(dòng)過(guò)大，但現(xiàn)有bess運(yùn)行過(guò)程中的電池單元soc不平衡導(dǎo)致降低bess的可持續(xù)調(diào)控能力，影響新能源并網(wǎng)的安全性和平穩(wěn)性的缺陷，本發(fā)明提供一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部功率分配方法及裝置，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明提供一種電池儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部功率分配方法，包括如下步驟：

3、s1.為儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池單元構(gòu)建以soc為變量的充放電函數(shù)，對(duì)電池單元充放電能力進(jìn)行表征；

4、s2.獲取電力調(diào)度中心下發(fā)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)指令，結(jié)合電池單元的充放電函數(shù)對(duì)功率調(diào)節(jié)指令進(jìn)行分配，再根據(jù)各電池單元的soc運(yùn)行限制和最大充放電功率限制對(duì)其分配到的功率調(diào)節(jié)指令進(jìn)行調(diào)整；

5、s3.對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)所有電池單元的功率調(diào)節(jié)指令求和，得到儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際功率調(diào)節(jié)指令，并計(jì)算電力調(diào)度中心下發(fā)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)指令與實(shí)際功率調(diào)節(jié)指令的差，作為剩余功率偏差；

6、s4.統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)中未達(dá)到最大充放電功率的電池單元，結(jié)合電池單元的充放電函數(shù)對(duì)剩余功率偏差進(jìn)行分配，再根據(jù)電池單元的soc運(yùn)行限制和最大充放電功率限制對(duì)其分配到的功率調(diào)節(jié)指令進(jìn)行調(diào)整；

7、s5.判斷是否滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)功率分配完成判定條件，并在滿足時(shí)結(jié)束功率分配，而在不滿足時(shí)，返回步驟s3。

8、進(jìn)一步地，步驟s1具體步驟如下：

9、s11.以儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池單元在設(shè)定時(shí)刻的soc為變量，構(gòu)建電池單元的充電函數(shù)，對(duì)電池單元的充電能力進(jìn)行表征；

10、s12.以儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池單元在設(shè)定時(shí)刻的soc為變量，構(gòu)建電池單元的放電函數(shù)，對(duì)電池單元的放電能力進(jìn)行表征。

11、進(jìn)一步地，步驟s11中電池單元的充電函數(shù)表示如下：

12、

13、其中，fch(si,t-1)表示t-1時(shí)刻電池單元的充電函數(shù)值，si,t-1為第i個(gè)電池單元在t-1時(shí)刻的荷電狀態(tài)；

14、步驟s12中電池單元的放電函數(shù)表示如下：

15、

16、其中，fdis(si,t-1)分別表示t-1時(shí)刻電池單元放電函數(shù)值，si,t-1為第i個(gè)電池單元在t-1時(shí)刻的荷電狀態(tài)。

17、進(jìn)一步地，步驟s2具體步驟如下：

18、s21.獲取電力調(diào)度中心向儲(chǔ)能系統(tǒng)下發(fā)的功率調(diào)節(jié)指令，正值表示放電，負(fù)值表示充電；

19、s22.使用電池單元的充電函數(shù)計(jì)算所有電池單元充電函數(shù)值的和，并根據(jù)每個(gè)電池單元的充電函數(shù)值與所有電池單元充電函數(shù)值之和的比值計(jì)算每個(gè)電池單元的充電分配比例，并在充電時(shí)，將電力調(diào)度中心下發(fā)的功率調(diào)節(jié)指令按照充電分配比例向電池單元分配；

20、s23.使用電池單元的放電函數(shù)計(jì)算所有電池單元放電函數(shù)值的和，并根據(jù)每個(gè)電池單元的放電函數(shù)值與所有電池單元放電函數(shù)值之和的比值計(jì)算每個(gè)電池單元的放電分配比例，并在放電時(shí)，將電力調(diào)度中心下發(fā)的功率調(diào)節(jié)指令按照放電分配比例向電池單元分配；

21、s24.對(duì)各電池單元分配的功率調(diào)節(jié)指令進(jìn)行soc越限檢查，并在soc越限時(shí)將電池單元分配的功率調(diào)節(jié)指令進(jìn)行調(diào)整，得到soc調(diào)整后的功率調(diào)節(jié)指令；s25.對(duì)各電池單元分配的功率調(diào)節(jié)指令進(jìn)行最大充放電功率越限檢查，并在最大充放電功率越限時(shí)將電池單元分配的功率調(diào)節(jié)指令進(jìn)行調(diào)整，得到最大充放電功率調(diào)整后的功率調(diào)節(jié)指令。

22、進(jìn)一步地，步驟s22和步驟s23中電池單元的功率調(diào)節(jié)指令的計(jì)算公式如下：

23、

24、其中，pbi為第i個(gè)電池單元的功率調(diào)節(jié)指令，nb1為電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池單元的個(gè)數(shù)，sj,t-1為第j個(gè)電池單元在t-1時(shí)刻的soc；

25、步驟s24中，在soc越限時(shí)，

26、當(dāng)電池單元的功率調(diào)節(jié)指令為負(fù)時(shí)，若電池單元的soc超過(guò)soc運(yùn)行上限，則將電池單元的功率調(diào)節(jié)指令變?yōu)?；

27、當(dāng)電池單元的功率調(diào)節(jié)指令為正時(shí)，若電池單元的soc低于soc運(yùn)行下限，則將電池單元的功率調(diào)節(jié)指令變?yōu)?；

28、soc越限處理后電池單元的功率調(diào)節(jié)指令如下式所示：

29、

30、其中,pbi,t為t時(shí)刻第i個(gè)電池單元的功率調(diào)節(jié)指令，pbmax為電池單元的最大充放電功率，充電取負(fù)值，放電取正值，sbmax和sbmin分別為電池單元soc運(yùn)行上限和soc運(yùn)行下限；

31、步驟s25中，最大充放電功率越限時(shí)，

32、當(dāng)電池單元分配到的功率調(diào)節(jié)指令超過(guò)其最大充放電功率時(shí)，則將電池單元的功率調(diào)節(jié)指令變?yōu)槠渥畲蟪浞烹姽β?，最大充放電功率越限處理后電池單元的功率調(diào)節(jié)指令如下式所示：

33、

34、其中，pbi,t為t時(shí)刻第i個(gè)電池單元的功率調(diào)節(jié)指令，pbmax為電池單元的最大充放電功率，充電取負(fù)值，放電取正值。

35、進(jìn)一步地，步驟s3具體步驟如下：

36、s31.將儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池單元?jiǎng)澐譃橐堰_(dá)到最大充放電功率的最大充放電組和未達(dá)到最大充放電功率的非最大充放電組；

37、s32.使用最大充放電組的功率調(diào)節(jié)指令與非最大充放電組的功率調(diào)整指令的和表示儲(chǔ)能系統(tǒng)中所有電池單元的功率調(diào)節(jié)指令的和，并作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際功率調(diào)節(jié)指令；

38、s33.使用電力系統(tǒng)下發(fā)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)指令與儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際功率調(diào)節(jié)指令作差，并將差作為剩余功率偏差。

39、進(jìn)一步地，步驟s32中，儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際功率調(diào)節(jié)指令表示為：

40、

41、步驟s33中剩余功率偏差表示為：pre＝pb-pbs

42、其中，pbs為所有電池單元功率調(diào)節(jié)指令之和，nb1為儲(chǔ)能系統(tǒng)中最大充放電組的電池單元個(gè)數(shù)，nb2為儲(chǔ)能系統(tǒng)中非最大充放電組的電池單元個(gè)數(shù)，pbi為第i個(gè)電池單元的功率調(diào)節(jié)指令，pbm為第m個(gè)未達(dá)到最大充放電功率指令的電池單元需增加的功率調(diào)節(jié)指令，pb為bess功率調(diào)節(jié)指令，pre為剩余功率偏差。進(jìn)一步地，步驟s4具體步驟如下：

43、s41.統(tǒng)計(jì)出非最大充放電組中未達(dá)到最大充放電功率的電池單元；

44、s42.對(duì)于非最大充放電組，使用充電函數(shù)計(jì)算所有電池單元充電函數(shù)值和，并根據(jù)每個(gè)電池單元的充電函數(shù)值與所有電池單元充電函數(shù)值之和的比值計(jì)算每個(gè)電池單元的充電分配比例，并在充電時(shí)，將剩余功率偏差按照充電分配比例向電池單元分配；

45、s43.對(duì)于非最大充放電組，使用放電函數(shù)計(jì)算所有電池單元放電函數(shù)值的和，并根據(jù)每個(gè)電池單元的放電函數(shù)值與所有電池單元放電函數(shù)值值和的比值計(jì)算每個(gè)電池單元的放電分配比例，并在放電時(shí)，將剩余功率偏差按照放電分配比例向電池單元分配；

46、s44.對(duì)于非最大充放電組，對(duì)電池單元分配的功率調(diào)節(jié)指令進(jìn)行soc越限檢查，并在soc越限時(shí)將電池單元分配的功率調(diào)節(jié)指令進(jìn)行調(diào)整，得到soc調(diào)整后的功率調(diào)節(jié)指令；

47、s45.對(duì)于非最大充放電組，對(duì)電池單元分配的功率調(diào)節(jié)指令進(jìn)行最大充放電功率越限檢查，并在最大充放電功率越限時(shí)將電池單元分配的功率調(diào)節(jié)指令進(jìn)行調(diào)整，得到最大充放電功率調(diào)整后的功率調(diào)節(jié)指令。

48、進(jìn)一步地，步驟s42和步驟s43中非最大充放電組的電池單元的功率調(diào)節(jié)指令的計(jì)算公式如下：

49、

50、其中，sn,t-1為非最大充放電組中第n個(gè)電池單元在t-1時(shí)刻的荷電狀態(tài)，nb2為非最大充放電組的第二電池單元個(gè)數(shù)，fch()表示充電函數(shù)，fdis()表示放電函數(shù)，m表示非最大充放電組中第m個(gè)電池單元；

51、步驟s44中，對(duì)于非最大充放電組，在soc越限時(shí)，

52、當(dāng)電池單元的功率調(diào)節(jié)指令為負(fù)時(shí)，若電池單元的soc超過(guò)soc運(yùn)行上限，則將電池單元的功率調(diào)節(jié)指令變?yōu)?；

53、當(dāng)電池單元的功率調(diào)節(jié)指令為正時(shí)，若電池單元的soc低于soc運(yùn)行下限，則將電池單元的功率調(diào)節(jié)指令變?yōu)?；

54、soc越限處理后電池單元的功率調(diào)節(jié)指令如下式所示：

55、

56、其中，pbi,t為t時(shí)刻非最大充放電組中第i個(gè)電池單元的功率調(diào)節(jié)指令，pbmax為電池單元的最大充放電功率，充電取負(fù)值，放電取正值，sbmax和sbmin分別為第二電池單元soc運(yùn)行上限和soc運(yùn)行下限；

57、步驟s45中，最大充放電功率越限時(shí)，

58、當(dāng)非最大充放電組中電池單元分配到的功率調(diào)節(jié)指令超過(guò)其最大充放電功率時(shí)，則將非最大充放電組中電池單元的功率調(diào)節(jié)指令變?yōu)槠渥畲蟪浞烹姽β剩畲蟪浞烹姽β试较尢幚砗箅姵貑卧墓β收{(diào)節(jié)指令如下式所示：

59、

60、其中，pbi,t為t時(shí)刻非最大充放電組中第i個(gè)電池單元的功率調(diào)節(jié)指令，pbmax為電池單元的最大充放電功率，充電取負(fù)值，放電取正值。

61、進(jìn)一步地，步驟s5具體步驟如下：

62、s51.設(shè)定儲(chǔ)能系統(tǒng)功率分配完成的判定條件為：

63、第一條件為：剩余功率偏差為0；

64、第二條件為：儲(chǔ)能系統(tǒng)中所有電池單元的功率調(diào)節(jié)指令均已達(dá)到各自的最大充放電功率；

65、第三條件為：儲(chǔ)能系統(tǒng)中所有電池單元的荷電狀態(tài)均已越限；

66、s52.判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)的當(dāng)前功率調(diào)節(jié)指令是否至少滿足判定條件一項(xiàng)；

67、若是，判定功率分配結(jié)束；

68、若否，繼續(xù)計(jì)算剩余功率偏差，繼續(xù)分配，返回步驟s3。

69、本發(fā)明的有益效果在于：

70、本發(fā)明提供的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部功率分配方法，對(duì)于集中式電池儲(chǔ)能電站和新能源發(fā)電配備的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，能夠在bess運(yùn)行時(shí)，加快電池單元soc的均衡速度、提高電池單元soc的均衡程度，提高了bess的可持續(xù)調(diào)控能力，提升了bess對(duì)其功率調(diào)節(jié)指令的跟蹤效果，從而可以令bess能夠更為有效地平抑新能源功率波動(dòng)，輔助新能源安全、平穩(wěn)并入電網(wǎng)。

71、此外，本發(fā)明設(shè)計(jì)原理可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

72、由此可見(jiàn)，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見(jiàn)的。