[发明专利]一种大容量电池储能系统自适应分区状态协调估计方法

说明书

本发明公开了一种大容量电池储能系统自适应分区状态协调估计方法，首先对系统中相同功能的电池箱进行等效替代，形成最简单元拓扑图；再根据分区原则，在最简单元拓扑上的电池储能系统进行分区；针对不同分区的电池管理系统在线监测数据，基于加权最小二乘法克服不同分区的随机误差项，开展状态估计；遍历最简单元拓扑图各分区，迭代计算得到系统各分区状态估计值；基于分区公共边界的偏差度，对每个分区的监测数据进行动态归整，计算输出功率修正值；基于偏差系数矩阵和输出功率修正值迭代计算，实现全系统的协调状态估计。本发明解决现有分区状态估计技术冗余度大、反应速度慢的问题，避免传统方法可能造成的系统功率调度失衡和状态误判。

技术领域

本发明涉及电池储能系统技术领域，具体为一种大容量电池储能系统自适应分区状态协调估计方法。

背景技术

随着大容量电池储能系统的广泛应用，系统内部各个分区的负载统一调度与各个电池分区的运行状态估计结果密切相关，但目前电池管理系统的监测与数据管理功能存在限制，针对全系统的运行状态监测存在很大冗余量，监测速度与精确度都很难满足负载统一调度需求，因此，大容量电池储能系统的分区状态估计问题是当下研究热点。

以往关于大容量电池储能系统的分区方法一般认为储能系统运行方式与负载转移过程恒定，电池拓扑结构固定，但是随着大容量储能电站更广泛地应用于电力系统中，储能系统的运行方式、负载转移模式也在发生根本性变化。以某地12000kWh储能电站为例，共设有72个电池柜、1008个电池箱及配套监测单元，由1套电池管理系统进行统一调度管理，承担网侧谐波补偿、调峰填谷、电能质量治理等多类型任务，内部电池组分区随着运行与负载分配方式不断变化，不同分区的导致传统固定分区的状态估计方法计算精度很低。

现有大容量电池储能系统的分区方法将储能系统运行方式与负载转移过程视为恒定，泛用性差，无法满足电池储能系统实时监测控制的要求。现有的大容量电池储能系统分区方法一般为利用储能电站原始拓扑结构直接确定电池分区的方法，如文献1：[孙玮泽.基于大规模储能电站的控制研究[D]；东北电力大学,2019]；文献2：[李建林,徐少华,靳文涛.我国电网侧典型兆瓦级大型储能电站概况综述[J].电器与能效管理技术,2017,13):1-7]；文献3：[牛萌,刘璐,李蓓,et al.大规模储能电站串容等效模型的建模与仿真方法及系统,CN112836457A[P/OL].2021-05-25]，其技术方案如下：

基于储能电站原始拓扑结构，认为储能电站的拓扑结构或者结构变化不大，考虑固定的运行策略，建立储能系统各节点的关联度矩阵，把电池储能系统分为互不重叠的内部、外部与边界的网络拓扑，根据储能电站的未来调度计划与公共母线功率限制将各个电池箱配组，形成固定出力的各类分区。