一種鋰電池電容器混合儲能系統控制方法技術方案

一種鋰電池電容器混合儲能系統控制方法，包括儲能系統的主電路、上層目標控制和雙電池儲能單元協調控制三個部分。本發明專利技術考慮到能量型儲能介質和功率型儲能介質的優勢互補以及單電池儲能運行充放電循環深度對電池帶來的不利影響，采用混合儲能系統主電路結構，并根據分段均值方法確定儲能系統的參考功率，設計了鋰電池運行在最佳充放電深度內的運行控制策略。雙電池儲能A、B單元能在所提出的協調控制策略下盡可能運行在標準充放電循環深度，提高了電池儲能的使用壽命和經濟效益。

Control method of lithium battery capacitor mixed energy storage system

The invention relates to a control method of a lithium battery capacitor mixed energy storage system, which comprises three main parts: a main circuit of an energy storage system, an upper layer target control and a dual battery energy storage unit. The present invention considering energy type storage medium and the complementary advantages of the power type storage medium and single battery energy storage charge discharge cycle operation adverse effect brought by the depth of the battery, a hybrid energy storage system main circuit structure, and to determine the reference power storage system based on subsection mean method, the design of the lithium battery run in the best the depth of the charge and discharge in the operation control strategy. The dual battery energy storage A and B units can operate at the standard charge discharge cycle depth as much as possible under the proposed coordinated control strategy, thereby improving the service life and economic benefits of the battery energy storage.

【技術實現步驟摘要】
一種鋰電池電容器混合儲能系統控制方法
本專利技術涉及一種鋰電池電容器混合儲能系統，尤其涉及一種鋰電池電容器混合儲能系統控制方法。
技術介紹
風力發電以其無污染、一次能源可永久續用等諸多優點而成為實現低碳電力可持續發展的重要選擇。但由于風能具有隨機性、間歇性和不可準確預測性，大規模風電并網勢必給電力系統的運行、調度與控制等帶來諸多挑戰。因此，從電網安全經濟運行的角度出發，如何提高大規模風電可控程度是風電并網亟待解決的問題。儲能系統由于能夠實現電能的時空平移，具有響應速度快、具備形成大規模的可能性等優點，而被認為是改善間歇式電源可控性、提高其并網能力的有效手段。目前，綜合考慮地理位置、安裝周期等因素，電池儲能在新能源接入領域具有廣泛的應用前景。電池儲能的功率和容量約束優化儲能系統的運行控制，但是應用于新能源場景時,電池儲能運行在充放電轉換和不完整的充放電循環狀態，會給電池壽命帶來不利影響，因此電池運行過程中充電深度(DOC)和放電深度(DOD)對其運行壽命的影響不可忽略。
技術實現思路
為了克服單電池儲能運行充放電循環深度對電池帶來不利影響的難題，本專利技術提出一種鋰電池電容器混合儲能系統控制方法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：本專利技術采用分段均值方法確定儲能系統的參考功率，然后在系統內部進行合理的分配，電池承擔趨勢性慢變分量風電的平抑，超級電容器負責平抑快變分量的風電。一種鋰電池電容器混合儲能系統控制方法包括儲能系統的主電路、上層目標控制和雙電池儲能單元協調控制三個部分。所述儲能系統的主電路采用了鋰電池–超級電容器構成的混合儲能系統結構。所述上層目標控制根據分段均值算法將可發功率進行處理，作為風電場目標輸出功率。所述雙電池儲能單元協調控制采用2個儲能電池單元單獨執行充電或者放電的任務來協調管理雙電池儲能單元充放電。本專利技術的有益效果是：本專利技術考慮到能量型儲能介質和功率型儲能介質的優勢互補以及單電池儲能運行充放電循環深度對電池帶來的不利影響，采用混合儲能系統主電路結構，并根據分段均值方法確定儲能系統的參考功率，設計了鋰電池運行在最佳充放電深度內的運行控制策略。雙電池儲能A、B單元能在所提出的協調控制策略下盡可能運行在標準充放電循環深度，提高了電池儲能的使用壽命和經濟效益。附圖說明圖1風/儲能系統聯合運行主電路。圖2上層目標與各儲能單元功率分配框圖。圖3雙電池儲能單元循環充放電過程。具體實施方案圖1中，A和B為蓄電池變流器，C為超級電容變流器，輸入為風能。為了延長鋰電池單元的使用壽命，鋰電池單元采用充電任務和放電任務分開的雙鋰電池結構，由此構成了雙鋰電池電池單元與超級電容器的混合儲能系統與風電聯合運行的主電路結構。將某風電場實測風速數據按照風速對應的最優功率曲線計算得到風電場可發功率；根據分段均值算法將可發功率進行處理，作為風電場目標輸出功率。則風電場可發功率與風電場目標輸出功率的差值為儲能系統的吞吐功率目標值。將儲能系統的上層目標功率通過功率管理單元可得超級電容器的目標功率和雙電池儲能單元目標功率。圖2中，其中風速。模塊1為風速對應最優功率模塊，使風電場中的每臺機組按照風速對應的最優功率發出功率；模塊2為分段均值算法模塊，對時間窗T內的風電場輸出功率取均值作為參考功率；模塊3為功率管理單模塊，包括減少儲能系統整體動作次數的滯環控制、低通濾波控制和本身容量和功率約束控制3部分組成。圖3中，為了使電池儲能單元運行，采用2個儲能電池單元單獨執行充電或者放電的任務來協調管理雙電池儲能A、B單元充放電。在該控制策略下，雙電池儲能A、B單元協調運行完成1次循環充放電過程的運行狀態為：電池儲能A、B單元由初始狀態A(B)負責充電(放電)運行到臨界轉換狀態1(A(B)負責充電(放電)轉變為A(B)負責放電(充電))，然后至臨界轉換狀態2(A(B)負責放電(充電)轉變為A(B)負責充電(放電))；若電池儲能A、B單元初始狀態為A(B)負責放電(充電)，則運行狀態發生相應變化。雙電池儲能A、B單元完成1次充放電循環過程需經歷多個階段，在同一個階段內有多種控制決策，且在不同的階段內控制決策不同，因此雙儲能電池A、B協調控制是一個多階段決策過程。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋰電池電容器混合儲能系統控制方法，其特征在于：包括包括儲能系統的主電路、上層目標控制和雙電池儲能單元協調控制三個部分。

【技術特征摘要】
1.一種鋰電池電容器混合儲能系統控制方法，其特征在于：包括包括儲能系統的主電路、上層目標控制和雙電池儲能單元協調控制三個部分。2.如權利要求1所述的鋰電池電容器混合儲能系統控制方法，其特征在于所述儲能系統的主電路采用了鋰電池–超級電容器構成的混合儲能系統結構。3.如權利要求1所述的鋰電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邢筱丹，
申請(專利權)人：邢筱丹，
類型：發明
國別省市：遼寧,21