[发明专利]储能系统的控制方法和控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及到可再生能源发电的操作，具体地，涉及一种用于能够并网到电力系统的可再生能源发电系统的储能系统的控制方法和控制装置，与现有技术相比，在实现相同的稳定化输出效果下，能够使储能系统充放电功率降低，同时使其容量不越限。

背景技术

随着人类社会的发展，发电系统容量越来越大，传统发电方式为火力(煤或石油)发电和水力发电，而随着传统能源的日益枯竭和人类对环境保护重视度的提高，以风能、太阳能为代表的可再生能源发电受到越来越多的重视和研究，可再生能源发电占总发电量和电网容量的比例日益增大。

电力系统对频率和电压的稳定性有很高的要求，这种稳定性是由发电容量和负荷容量的匹配来实现的，由于负荷的不可控性，电力系统的稳定是由电网调度中心在负荷进行检测的基础上对发电系统的实时控制和计划调度来实现的。传统发电系统可以满足电网调度的控制要求。

与传统发电方式相比，可再生能源发电的最大特点是其发电量的时变性，这种时变性的原因是作为原动力的自然天气的变化所带来的。这种特点使电网调度在对可再生能源发电进行控制的时候产生问题。越大的可再生能源接入容量，发电功率变化越剧烈，对电网稳定会有越大的影响。严重时会导致保护系统跳闸、过电压击穿、旋转机械异常等。

为了满足电网的稳定性要求，各国提出了各自的可再生能源接入电网标准，规定可再生能源接入电网时功率变化率、电能质量等所必须满足的指标。在可再生能源发电变化过于剧烈或者峰值过高的时候，调度中心会限制可再生能源输出，以降低对电网的冲击。但限发手段又会带来对可再生能源的浪费。

引入储能系统，可以解决以上提到的可再生能源发电不稳定、不可控、限发时浪费能源的问题，储能系统可以起到平滑可再生能源输出、储存多余电力、提高电网稳定性的效果。在可再生能源输出较小时，储能系统放电，提高总输出功率；在可再生能源输出较高时，储能系统充电，降低总输出功率。

如何利用有限容量和寿命的储能系统对可再生能源输出功率进行平稳化是储能系统的主要控制目标。

中国专利申请CN  102684222A提到了一种利用小波分析进行可再生能源入网的储能系统控制方法，同时对所需的储能系统设备容量进行计算。但该方案中提到的控制方法没有考虑储能系统在运行过程中的容量限制问题，同时该方法只能对可再生能源进行平滑控制，调度指令无法控制系统输出。

中国专利申请CN  102593854A提供了一种利用巴特沃斯滤波器进行可再生能源平滑控制的方法，并结合统计方法，建立历史规则查询表，控制储能系统的容量在安全范围内。该方案中提到的储能系统控制算法由于算法的延迟特性，导致储能系统充放电功率增大，不利于系统长期运行。同时该算法的规则库需要大量测试数据，实现难度较大。

这些方法的不利之处在于：不能在储能系统的实时控制中加入容量限制因子以保护系统硬件，功率曲线不够平滑，以及过大的充放电动作。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，提出了本发明。本发明的目的是提出一种用于能够并网到电力系统的可再生能源发电系统的储能系统的控制方法和控制装置，与现有技术相比，在实现相同的稳定化输出效果下，能够使储能系统充放电功率降低，同时使其容量不越限。

根据本发明，提出了一种用于能够并网到电力系统的可再生能源发电系统的储能系统的控制方法，包括以下步骤：获取可再生能源发电系统所发电的当前功率值；判断所获取的当前功率值是否超过限电指令值；在所获取的当前功率值超过限电指令值并且所述储能系统正常的情况下，启动所述储能系统来跟随所述限电指令值；以及在所获取的当前功率值未超过限电指令值并且所述储能系统正常的情况下，启动所述储能系统来平滑系统总输出功率，其中所述系统总输出功率是可再生能源发电系统的功率和储能系统的功率的和。

优选地，如果所获取的当前功率值超过限电指令值并且所述储能系统故障，则控制可再生能源发电系统来切除部分发电机，从而使得系统总输出功率跟随所述限电指令值。