[发明专利]一种多能互补系统中储能状态均衡控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种多能互补系统中储能状态均衡控制方法及系统。各储能单元通过稀疏网络连接，而各储能单元的分布式控制器模块采集本地控制模块的荷电状态，并与相邻的被控储能单元进行交互荷电状态信息，采用离散一致性算法实现储能单元荷电状态一致值，进而通过均衡控制模块和本地控制模块调解各储能单元的输出功率，按其容量比例输出有功功率，实现多能互补微网储能状态均衡控制。本发明能够提高多能互补微电网储能单元的荷电状态均衡、功率分配精度，降低有功损失，以及提高储能单元的使用寿命。

技术领域

本发明涉及电网频率控制领域，特别是涉及一种多能互补系统中储能状态均衡控制方法及系统。

背景技术

随着清洁能源技术的不断发展，实现多种能源的高效综合利用是未来发展的趋势，同时2015年国家发改委、能源局在促进智能电网发展的指导意见中明确提出“加强能源互联，促进多种能源优化互补”。然而多能互补微网为多种能源耦合以及实现能源的梯级利用和协同调度提供了新的发展思路。与此同时，多能互补微网促进多种能源的源、网、荷深度融合、紧密互动等特点受到了人们的青睐。但是具有波动性、不确定性的风电、光伏等分布式能源的大规模并入，对电网的安全和稳定运行带来了许多挑战。储能单元作为多能互补微网的重要功能单元，其可有效的解决分布式能源规模化和消纳问题，提高多能互补微网系统的稳定性和可靠性。由于各储能单元存在电池特性、硬件参数配置、初始运行状态等差异，以及储能单元充放电过程中容量、荷电状态以及充放电率等自身特性不一致，导致降低了储能单元的功率分配精度、增加了多能互补微网系统有功功率损失以及缩短储能单元的有效使用寿命，进一步影响多能互补微网的稳定性和可靠性。

现有技术的储能状态均衡控制方法是针对于多电池荷电状态均衡方法，其工作原理是：多电池管理系统采集得到各个电池系统的荷电状态，制定对应各个电池的不均衡度系数评估函数，然后通过荷电状态均衡逼近算法以各个电池荷电状态不均衡度最小化为目标制定储能电池功率调度策略，实现多电池状态均衡。该方法虽较好的实现了储能状态均衡控制，但由于采用集中式控制的储能状态均衡控制方法，其主要依靠中央控制单元，这样增加了系统的复杂性和成本，降低了系统的可靠性，不利于保护所有被控对象的隐私。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高微电网稳定性的多能互补系统中储能状态均衡控制方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多能互补系统中储能状态均衡控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

估算储能单元荷电状态估计值SOC_i(k)＝1-1/B_i(k)∫P_i(k)dt；其中，P_i(k)是储能单元i的输出有功功率；B_i(k)是储能单元i的容量。

荷电状态估计值采用离散一致性算法估算获得全网储能单元荷电状态

其中，SOC_r,i(k+1)是储能单元i在k+1时刻迭代估算的储能荷电状态一致值； SOC_j(k)是储能单元j在k时刻的荷电状态；N_i为所有与储能单元i相邻储能单元集合；d_ij为双随机矩阵D中的元素；

全网储能单元荷电状态一致值SOC_r,i(k)与荷电状态估计值SOC_i(k)之间的偏差通过储能荷电状态均衡控制设计的比例积分控制器，获得虚拟电阻d轴的增量

其中，SOC_r,i(k)是储能单元i在k时刻迭代估算的储能荷电状态一致值；K_P和K_I分别为PI控制的比例系数和积分系数；