[发明专利]一种基于分段模糊控制的储能电站功率分配与轮值控制方法

说明书

本发明涉及一种兆瓦级储能电站功率分配与轮值控制方法。控制方法，包括如下步骤：将需要消纳的可再生能源功率P_goal和对比功率500kW作差，得到的差值输入到分段模糊选择控制开关中；分段模糊选择控制开关根据差值的大小对数值结果进行分类；其中，小于等于‑500为ST、‑500～‑300为NB、‑300～‑100为NS、‑100～0为ML、0～100为MH、100～300为PS、300～500为PB、大于等于500为FP；根据情况的不同执行不同的功率分配与轮值控制策略；本方法防止部分储能单元出现过充、过放问题，并减小各个储能单元之间的状态差异，从而提升储能电站整体的运行效率和运行寿命。

技术领域：

本发明涉及新能源电站系统的控制，具体涉及一种兆瓦级储能电站功率分配与轮值控制方法。

背景技术

以风电、光伏为代表的新能源发电量快速增长，风光等新能源出力的不稳定性、间歇性、反调峰等特性将对电力系统的安全稳定运行、供电可靠性和经济性造成影响。

储能是提升电力系统灵活性，提升风光资源利用效率，增强供电系统安全可靠性的重要基础设施。随着各级政府相继出台“新能源+储能”的政策推动储能行业的发展，兆瓦级储能示范工程也陆续建成落地，对消纳新能源发电、建设新型电力系统具有重要意义。而锂离子电池作为储能系统的关键元器件，其充放电次数和使用寿命的长短决定了其建设成本。锂离子电池储能电站建设成本过高的问题是制约其在储能领域大规模应用的关键因素。因此，如何提高储能电站工作效率、减少频繁启停次数、延长使用寿命等问题亟需解决。

目前现有的储能系统功率分配、优化控制策略研究通常是从系统整体维度进行研究，并未涉及各个储能电站内部的协调控制。工程中也往往采用简单的控制策略，即先将储能电站电池单元编号，然后仅按照编号顺序对储能电站电池单元进行投切，以实现消纳风光发电功率。这样会造成部分储能单元过于频繁启停或运行时间过长，从而使电池性能受到损伤，荷电状态(State of Charge,SOC)和电池健康(State Of Health,SOH)较低；而其他储能单元会长期处于停机或低功率运行状态，它们的SOC和SOH较高；长此以往将加剧储能电站内部储能电池性能的不一致性，最终导致储能电站工作性能的下降和工作寿命的降低，并存在一定安全隐患。

发明内容

为了找到能够提高锂电池使用寿命的储能系统控制策略，本发明提出一种基于分段模糊控制的储能电站功率分配与轮值控制方法，使得储能电站的储能电池组在较好地满足功率消纳需求的同时，还能够轮流运行于停机、波动功率运行、额定功率运行三种状态之间，达到均衡电池状态、提高储能系统运行寿命的目的。具体技术方案如下：

假设有4个电池单元进行功率分配与轮值，电池单元1的功率P₁＝500kW，电池单元2的功率P₂＝200kW，电池单元3的功率P₃＝200kW，电池单元4的功率P₄＝100kW，4个电池单元组成储能电站，储能电站的总额定功率为1MW，需要消纳的可再生能源功率为P_goal；一种基于分段模糊控制的储能电站功率分配与轮值控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：将需要消纳的可再生能源功率P_goal和对比功率500kW作差，得到的差值输入到分段模糊选择控制开关中；

步骤S2：分段模糊选择控制开关根据差值的大小对数值结果进行分类；其中，小于等于-500为ST停机、-500～-300为NB负大、-300～-100为NS负小、-100～0为ML中等偏低、0～100为MH中等偏高、100～300为PS正小、300～500为PB正大、大于等于500为FP满发；

步骤S3：根据情况的不同执行不同的功率分配与轮值控制策略，具体轮值优化控制方法如下：