最大值，k2為η。
[0071] 步驟C :求取當前時刻儲能系統有功功率和荷電狀態，并判斷當前時刻儲能系統 的荷電狀態是否超過預設值，若超過，則停止功率平滑控制，否則根據儲能系統的荷電狀態 和實際功率實時修正儲能系統功率命令值；
[0072] 通過下式求取能量型電池和功率型電池的有功功率：
[0073] (1)能量型電池的有功功率：
[0075] (2)功率型電池的有功功率：
[0077] 通過下式求取當前時刻能量型電池和功率型電池的荷電狀態；
[0078] (3)能量型電池的荷電狀態：
[0080] (4)功率型電池的荷電狀態：
[0081 ] SOCcap (t) = SOCcap (t- Δ t) +Pcat (t) * Δ t/Ccap (5)
[0082] 式（3)-(5)中Pbat (t)為當前t時刻能量型電池的有功功率，Cbat為能量型電池的 容量，Pmp (t)為當前t時刻的功率型電池的有功功率，（；3|5為功率型電池的容量，At為采 樣功率時間間隔。
[0083] (5)當判斷出儲能系統處于過充電或過放電狀態時，基于下列式子實時修正儲能 電池功率命令值：
[0087] 式（6)-⑶中PbatEMD分解后儲能目標功率值；A為目標功率值修正系數。r基于 荷電狀態反饋的自適應修正系數；SOCraf參考荷電狀態值。
[0088] (6)上式儲能系統充放電功率的自適應修正量APbess由下式確定，即先基于經驗 模態分解平滑波動的同時，通過實時監控儲能系統荷電狀態；當SOC超出了我們設定的范 圍，本發明提出的策略是，根據當前反饋的儲能系統SOC、儲能系統實際功率值來實時調節 A Pbess。通過這種方式在線修正儲能系統的目標功率值，由備用電池吸收和釋放，使儲能系 統工作在我們所期待的SOC范圍內。
[0089] 步驟D :根據儲能系統有功功率的符號來判斷儲能系統的充放電狀態，并根據儲 能系統充放電狀態設置儲能系統的指令
[0090] 判斷能量型電池的狀態
[0091] (1)處于運行狀態，U1= 1 ;處于檢修狀態，Ul= 2 ;處于停止狀態，Ul= 0 ;當電池 處于運行狀態時，檢修電池處于不工作狀態；當電池處于檢修狀態時，N臺檢修儲能電池機 組參加工作；當電池處于停止狀態時，所有能量型電池停止工作；
[0092] (2)若功率型電池和能量型電池的有功功率為負，表示儲能系統處于充電狀態，則 對電池儲能系統的指令設為-1 ;
[0093] (3)則基于儲能電池荷電狀態計算各儲能電池機組的有功功率命令值；
[0095] 其中U1為儲能電池所處的狀態；SOD 放電狀態值，P b為儲能子站總功率值，L代 表PCS的個數，i為第i個PCS;
[0096] (4)若功率型電池和能量型電池的有功功率符號為正，表示儲能系統處于放電狀 態，則對電池儲能系統的指令設為1 ;
[0097] (5)則基于儲能電池荷電狀態計算各儲能電池機組的有功功率命令值；
[0099] 其中U1為儲能電池所處的狀態；SOC 荷電狀態值，P b為儲能子站總功率值；L代 表PCS的個數，i為第i個PCS;
[0100] 以某裝機容量為8(Mff的風電場某年某日實際運行數據為例，原始風電功率曲線 如圖3所示，采樣間隔為lmin，采樣總個數為1440。計算其標準化模量累積均值得出的濾 波階數基準值kl為6、k2為3。功率型電池容量的配置為2MW/0. 5Mffh。能量型電池的配置 為9Mff/36Mffh。檢修時能量型電池容量配置為3Mff/8Mffh。備用電池容量配置為6Mff/9Mffh。 能量型電池 SOC上限為0. 8,下限為0. 2。功率型電池的SOC上限為0. 95,下限為0. 05。
[0101] 本發明提供的檢修狀態下儲能電池功率的數據曲線如圖4所示。如圖4所示，檢 修電池儲能機組處于3種狀態，即充電、放電、停止狀態。基于本發明提出的控制策略，實 現的風儲聯合發電的平滑控制效果如圖5所示。為了實現如圖5所示的平滑控制效果，功 率型電池功率變化曲線如圖6所示，能量型電池功率變化曲線如圖7所示，功率型電池 SOC 變化曲線如圖8所示，能量型電池 SOC變化曲線如圖9所示。備用電池功率曲線如圖10所 示。可知，基于本發明提出的控制方法及系統可以有效實現平滑出力波動的同時，將儲能 系統SOC控制在合理范圍內，并實現了功率型和能量型兩種儲能電池功率的協調優化控 制。
[0102] 最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡 管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然 可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和范圍的任何 修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1. 一種考慮運行和維護的多類型儲能系統能量管理方法，其特征在于，所述方法包括 如下步驟： (1) 讀取風光儲發電系統和電池儲能系統的相關數據； (2) 計算標準化模量累積均值得出的濾波階數基準值，將功率信號分解成高頻、中頻和 低頻信號； (3) 求取當前時刻儲能系統有功功率和荷電狀態，并判斷當前時刻儲能系統的荷電狀 態是否超過預設值，若超過，則停止功率平滑控制，否則根據儲能系統的荷電狀態和實際功 率實時修正儲能系統功率命令值； (4) 根據儲能系統有功功率的符號來判斷儲能系統的充放電狀態，并基于儲能系統充 放電狀態計算各儲能電池機組的有功功率命令值。2. 根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟（1)中，所述相關數據包括風光儲 發電系統的采樣功率、采樣功率的時間間隔、額定功率、額定容量以及能量型電池和功率型 電池的初始化荷電狀態。3. 根據權利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟（2)中，包括如下步驟： 步驟2-1、根據所述風光儲發電系統的采樣功率，基于經驗模態分解的方法，分成若干 個固有模態函數和一個余量； 步驟2-2、根據如下公式計算其標準化模量累積均值，從而得出的濾波階數基準值kl和k2 :式中Mean()指平均值，std()標準差，n為最大階次，G為標準化模量累積均值，Ill (t) 為固有模態函數，當時，〇 =5,認為從第m階開始經驗模態分解趨勢發生變 化，kl為m;當hm.在第n階為最大值，k2為n; 步驟2-3、將kl階之后的所有頂F之和加上余量的低頻部分作為平滑功率，從第1階到 第k2階的頂F之和為高頻部分，有功率型電池吸收；k2+l階到kl-1階的頂F之和作為中 頻部分，由能量型電池吸收。4. 根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟（3)中，所述儲能系統有功功率包 括能能量型電池有功功率和功率型電池有功功率，求取當前時刻所述能量型電池有功功率 公式如下：求取所述功率型電池有功功率公式如下：所述儲能系統荷電狀態包括能量型電池荷電狀態和功率型電池荷電狀態，求取所述能 量型電池荷電狀態公式如下： SOCbat (t) =SOCbat (t-At) +Pbat (t) *AVCbat 求取所述功率型電池荷電狀態公式如下： SOCcap (t) =SOCcap (t-At) +Pcat (t) *At/Ccap 式中，Pbat⑴為當前t時刻能量型電池的有功功率，Cbat為能量型電池的容量，Pmp(t) 為當前t時刻的功率型電池的有功功率，（；3|5為功率型電池的容量，At為采樣功率時間間 隔； 當判斷出儲能系統處于過充電或過放電狀態時，基于下列式子實時修正儲能系統功率 命令值： A Pbess= ArP bat式中Pbat為經驗模態分解后儲能目標功率值;A為目標功率值修正系數，r基于荷電 狀態反饋的自適應修正系數，APbessS儲能系統功率命令修正值；SOCraf參考荷電狀態值， SOCmax荷電狀態最大值，SOCmin荷電狀態最小值，SOC為儲能系統的荷電狀態。5. 根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟（4)中，包括如下步驟： 步驟4-1、若儲能系統的有功功率符號為負，表示儲能系統處于充電運行狀態； 步驟4-2、若儲能系統的有功功率符號為正，表示儲能系統處于放電運行狀態； 步驟4-3、判斷儲能系統的狀態，處于運行狀態時，U1= 1 ;處于檢修狀態時，U1= 2,處 于停止狀態時，Ui= 0 ; 步驟4-4、基于儲能系統荷電狀態計算各儲能電池機組的有功功率命令值；式中P1為儲能電池機組的有功功率命令值，ui為儲能電池所處的狀態；SOD 放電狀 態值，Pb為儲能子站總功率值，L表示儲能電池機組的個數，i表示第i個儲能電池機組。6. -種考慮運行和維護的多類型儲能系統能量管理系統，其特征在于，所述系統包 括： 通訊模塊，用于讀取風光儲發電系統和電池儲能系統的相關數據，并將所述儲能系統 有功功率的符號和所述儲能系統的指令發送給電池管理系統，實時對儲能系統進行充放電 控制； 數據存儲和管理模塊，用于儲存電池聯合儲能電站運行時的實時數據和歷史數據，并 計算標準化模量累積均值得出的濾波階數基準值，將功率信號分解成高頻、中頻和低頻信 號； 總功率協調控制模塊，用于求取當前時刻儲能系統有功功率和荷電狀態，并判斷當前 時刻儲能系統的荷電狀態是否超過預設值，若超過，則停止功率平滑控制，否則根據儲能系 統的荷電狀態和實際功率實時修正儲能系統功率命令值； 實時功率分配模塊，根據儲能系統有功功率的符號來判斷儲能系統的充放電狀態，并 根據儲能系統充放電狀態設置儲能系統的指令。
【專利摘要】本發明提供考慮運行和維護的多類型儲能系統能量管理方法和系統，所述方法包括：讀取風光儲發電系統和電池儲能系統的相關數據；計算標準化模量累積均值得出的濾波階數基準值，將功率信號分解成高頻、中頻和低頻信號；求取當前時刻儲能系統有功功率和荷電狀態，并判斷當前時刻儲能系統的荷電狀態是否超過預設值，若超過，則停止功率平滑控制，否則根據儲能系統的荷電狀態和實際功率實時修正儲能系統功率命令值；根據儲能系統有功功率的符號來判斷儲能系統的充放電狀態，并基于儲能系統充放電狀態計算各儲能電池機組的有功功率命令值；實時對儲能系統進行充放電控制。本發明達到即能防止儲能系統出現過充和過放現象，保持儲能系統良好性能。
【IPC分類】H02J3/28
【公開號】CN105226689
【申請號】CN201510674350
【發明人】李相俊, 曹超, 武國良, 王立業, 惠東, 王松岑, 鄭高
【申請人】中國電力科學研究院, 國家電網公司, 國網福建省電力有限公司, 國網福建省電力有限公司電力科學研究院
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月16日