本發(fā)明屬于光伏發(fā)電，具體涉及一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源發(fā)電得到了飛速發(fā)展，新增并網(wǎng)容量和光伏裝機(jī)容量大幅提升。由于光伏發(fā)電具有間歇性，大量并網(wǎng)光伏給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了一定的影響，因此電網(wǎng)調(diào)度為了實(shí)現(xiàn)光伏場站的實(shí)時發(fā)電功率可控，目前所有大型光伏場站都要求安裝自動增益控制agc（automatic?gain?control）系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度通過agc系統(tǒng)一般每5分鐘發(fā)一條調(diào)度指令，要求光伏場站的發(fā)電功率要跟隨agc的功率值，不能超過agc的上限值，同時也不能低于agc功率值的下限值（如圖1所示，6-8時agc的功率值是70mw）。如果光伏場站發(fā)的功率超出了agc功率的上、下限值，光伏場站將面臨被罰款的風(fēng)險。因此，如何利用儲能系統(tǒng)靈活的調(diào)節(jié)性能，根據(jù)光伏可發(fā)的最大功率來實(shí)時調(diào)節(jié)光伏場站發(fā)出的總功率以滿足電網(wǎng)調(diào)度agc功率值的需求，具有十分重要的意義。

2、由于新能源光伏發(fā)電具有間歇性，為了減少對電網(wǎng)的沖擊，頒布了光伏場站需配置10-20%光伏容量的儲能的要求。目前，許多集中式大型光伏場站都配置了10-20%光伏容量的電化學(xué)儲能系統(tǒng)。然而，目前安裝在光伏場站的儲能系統(tǒng)基本上都是設(shè)定在固定的時間充放電（例如：深夜0-6時低谷電價的時候充電，白天中午高峰電價的時候放電），沒有實(shí)時根據(jù)光伏可發(fā)的最大功率和電網(wǎng)調(diào)度下達(dá)的調(diào)度功率值，實(shí)時判斷是否有多余的電量可對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電，以減少棄光和多余電量的浪費(fèi)（如圖1中區(qū)域b所示）。同時，當(dāng)光伏發(fā)電功率不能滿足電網(wǎng)調(diào)度下達(dá)的功率指令值，沒有實(shí)時判斷儲能系統(tǒng)是否可以放電來滿足電網(wǎng)調(diào)度的需求，減少因不能滿足調(diào)度指令的罰款（如圖1中區(qū)域a和區(qū)域c所示）。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)控制的目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

2、一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法，包括如下步驟：

3、步驟1、獲取調(diào)度功率、當(dāng)前儲能狀態(tài)、光伏的實(shí)時發(fā)電功率和光伏的超短期預(yù)測功率；

4、步驟2、根據(jù)用電情況劃分不同充放電策略的時段，并判斷當(dāng)前時間所述的時段；

5、步驟3、當(dāng)前時段屬于實(shí)時優(yōu)化充放電策略時段時，執(zhí)行步驟4，屬于低谷充電策略時段時，執(zhí)行步驟5；

6、步驟4、實(shí)時優(yōu)化充放電策略；當(dāng)光伏的超短期預(yù)測功率大于調(diào)度功率時，表示光伏可發(fā)電量大于調(diào)度的需求，此時光伏場站儲能系統(tǒng)可以利用光伏多余電量進(jìn)行充電，然后進(jìn)一步判斷光伏的超短期預(yù)測功率與調(diào)度功率的差值是否大于儲能額定最大充電功率，若是，則以儲能額定最大充電功率充電，若不是，則以光伏的超短期預(yù)測功率與調(diào)度功率的差值作為儲能充電功率進(jìn)行充電；

7、步驟5、低谷充電策略；

8、步驟6、儲能狀態(tài)監(jiān)測與循環(huán)準(zhǔn)備；持續(xù)監(jiān)測當(dāng)前儲能狀態(tài)，若當(dāng)前儲能狀態(tài)處于工作范圍內(nèi)，則循環(huán)返回步驟1進(jìn)行新一輪的優(yōu)化控制，否則，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定結(jié)束當(dāng)前循環(huán)。

9、進(jìn)一步地，所述步驟4中，給儲能系統(tǒng)的充電中，需要增加光伏的發(fā)電功率，增加的光伏發(fā)電功率值為儲能充電功率值；充滿后，降低光伏的發(fā)電功率，以跟隨調(diào)度功率。

10、進(jìn)一步地，所述步驟4中，當(dāng)光伏的超短期預(yù)測功率小于等于調(diào)度功率時，為了滿足agc調(diào)度指令需求的功率，此時儲能系統(tǒng)需要通過放電以彌補(bǔ)空缺，對于光伏超短期預(yù)測功率大于光伏實(shí)時發(fā)電功率的情形，則進(jìn)一步判斷調(diào)度功率與光伏超短期預(yù)測功率的差值是否大于已知的儲能額定最大放電功率，若是，則以儲能額定最大放電功率作為儲能放電功率進(jìn)行放電，若不是，則以調(diào)度功率與光伏超短期預(yù)測功率的差值作為儲能放電功率進(jìn)行放電；

11、對于光伏超短期預(yù)測功率小于等于光伏實(shí)時發(fā)電功率的情形，則進(jìn)一步判斷調(diào)度功率與光伏實(shí)時發(fā)電功率的差值是否大于儲能額定最大放電功率，若是，則以儲能額定最大放電功率作為儲能放電功率進(jìn)行放電，若不是，則以調(diào)度功率與光伏實(shí)時發(fā)電功率的差值作為儲能放電功率進(jìn)行放電；

12、判斷當(dāng)前儲能狀態(tài)是否在工作范圍內(nèi)（5%-100%），若是，則循環(huán)返回步驟1進(jìn)行新一輪的優(yōu)化控制，若不是，則根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定結(jié)束當(dāng)前循環(huán)。

13、進(jìn)一步地，對于光伏超短期預(yù)測功率大于實(shí)際發(fā)電功率的情形，在放電中增加光伏的發(fā)電功率，增加的光伏發(fā)電功率為光伏超短期預(yù)測功率與光伏實(shí)時發(fā)電功率的差值。

14、進(jìn)一步地，等待一定時間（五分鐘）以重新評估當(dāng)前儲能狀態(tài)，并實(shí)時更新儲能充電功率和儲能放電功率，再進(jìn)行后續(xù)操作。

15、進(jìn)一步地，所述步驟4中，判斷當(dāng)前儲能狀態(tài)是否達(dá)到最小值，若是，則根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定結(jié)束當(dāng)前循環(huán)，否則，則循環(huán)返回步驟1進(jìn)行新一輪的優(yōu)化控制。

16、進(jìn)一步地，所述步驟5中，電價處于低谷期，此時對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電最為經(jīng)濟(jì)，首先判斷當(dāng)前儲能狀態(tài)是否小于最大閾值（100%），以確定儲能系統(tǒng)是否還能進(jìn)行充電，若是，則優(yōu)先以儲能額定最大充電功率為上限進(jìn)行充電，直至當(dāng)前儲能狀態(tài)達(dá)到最大閾值或低谷充電策略時段結(jié)束，則不進(jìn)行充電操作。

17、進(jìn)一步地，所述步驟6中，監(jiān)測當(dāng)前儲能狀態(tài)是否達(dá)到最大閾值，若是，則根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定結(jié)束當(dāng)前循環(huán)，否則，則循環(huán)返回步驟1進(jìn)行新一輪的優(yōu)化控制。

18、一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括儲能充放電控制模塊，所述儲能充放電控制模塊根據(jù)所述的一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法進(jìn)行優(yōu)化控制。

19、一種光伏儲能充放電實(shí)時優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括光伏場站控制系統(tǒng)及分別與其連接的光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、自動增益控制系統(tǒng)、光伏功率預(yù)測系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度中心，所述光伏場站控制系統(tǒng)為所述的一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制系統(tǒng)。

20、本發(fā)明的優(yōu)勢和有益效果在于：

21、本發(fā)明的一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)，根據(jù)不同的時段，采取不同的控制策略；利用現(xiàn)有光伏場站的硬件和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在不增加額外硬件成本的基礎(chǔ)上，只增加實(shí)時控制的軟件模塊即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所提出的控制策略；本發(fā)明還通過實(shí)時獲取數(shù)據(jù)，根據(jù)光伏可發(fā)的最大功率和電網(wǎng)調(diào)度下達(dá)的調(diào)度功率值，實(shí)時判斷判斷是否有多余的電量可對儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電，減少棄光和多余電量的浪費(fèi)；若光伏可發(fā)的最大功率不能滿足電網(wǎng)調(diào)度下達(dá)的功率指令值，儲能系統(tǒng)將根據(jù)兩個值的差額設(shè)定放電功率，以此來最大化滿足電網(wǎng)調(diào)度的要求，減少因不能滿足agc調(diào)度指令的罰款；根據(jù)光伏可發(fā)的最大功率和電網(wǎng)調(diào)度下達(dá)的調(diào)度功率值，實(shí)時動態(tài)調(diào)節(jié)儲能系統(tǒng)的充放電功率值（每5分鐘更新一次），實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)控制，以減少棄光和多余電量的浪費(fèi)。

技術(shù)特征：

1.一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法，其特征在于包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述步驟4的充電中增加光伏的發(fā)電功率，增加的光伏發(fā)電功率值為儲能充電功率值；充滿后，降低光伏的發(fā)電功率，以跟隨調(diào)度功率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述步驟4中，當(dāng)光伏的超短期預(yù)測功率小于等于調(diào)度功率時，對于光伏超短期預(yù)測功率大于光伏實(shí)時發(fā)電功率的情形，則進(jìn)一步判斷調(diào)度功率與光伏超短期預(yù)測功率的差值是否大于儲能額定最大放電功率，若是，則以儲能額定最大放電功率作為儲能放電功率進(jìn)行放電，若不是，則以調(diào)度功率與光伏超短期預(yù)測功率的差值作為儲能放電功率進(jìn)行放電；

4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法，其特征在于：對于光伏超短期預(yù)測功率大于實(shí)際發(fā)電功率的情形，在放電中增加光伏的發(fā)電功率，增加的光伏發(fā)電功率為光伏超短期預(yù)測功率與光伏實(shí)時發(fā)電功率的差值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法，其特征在于：等待一定時間以重新評估當(dāng)前儲能狀態(tài)，并實(shí)時更新儲能充電功率和儲能放電功率，再進(jìn)行后續(xù)后續(xù)操作。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述步驟4中，判斷當(dāng)前儲能狀態(tài)是否達(dá)到最小值5%，若是，則結(jié)束當(dāng)前循環(huán)，否則，則循環(huán)返回步驟1進(jìn)行新一輪的優(yōu)化控制。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述步驟5中，判斷當(dāng)前儲能狀態(tài)是否小于最大閾值，若是，則以儲能額定最大充電功率為上限進(jìn)行充電，直至當(dāng)前儲能狀態(tài)達(dá)到最大閾值或低谷充電策略時段結(jié)束，則不進(jìn)行充電操作。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述步驟6中，監(jiān)測當(dāng)前儲能狀態(tài)是否達(dá)到最大閾值，若是，則結(jié)束當(dāng)前循環(huán)，否則，則循環(huán)返回步驟1進(jìn)行新一輪的優(yōu)化控制。

9.一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括儲能充放電控制模塊，其特征在于：所述儲能充放電控制模塊根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法進(jìn)行優(yōu)化控制。

10.一種光伏儲能充放電實(shí)時優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括光伏場站控制系統(tǒng)及分別與其連接的光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、自動增益控制系統(tǒng)、光伏功率預(yù)測系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度中心，其特征在于：所述光伏場站控制系統(tǒng)為權(quán)利要求9所述的一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種光伏場站儲能系統(tǒng)充放電實(shí)時優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)，通過獲取儲能系統(tǒng)的先關(guān)參數(shù)，根據(jù)用電情況劃分不同充放電策略的時段，并判斷當(dāng)前時段屬于實(shí)時優(yōu)化充放電策略時段時，執(zhí)行實(shí)時優(yōu)化充放電策略，屬于低谷充電策略時段時，執(zhí)行低谷充電策略，持續(xù)監(jiān)測當(dāng)前儲能狀態(tài)，若當(dāng)前儲能狀態(tài)處于工作范圍內(nèi)，則循環(huán)進(jìn)行新一輪的優(yōu)化控制，否則，結(jié)束當(dāng)前循環(huán)。本發(fā)明根據(jù)不同的時段，采取不同的控制策略，只增加實(shí)時控制的軟件模塊即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所提出的控制策略，本發(fā)明減少了棄光和多余電量的浪費(fèi)，最大化滿足電網(wǎng)調(diào)度的要求，減少因不能滿足調(diào)度指令的罰款，實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)控制，以減少棄光和多余電量的浪費(fèi)。

技術(shù)研發(fā)人員：文安,匡提傳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：電子科技大學(xué)長三角研究院（湖州）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6