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专利号: 2023110007699
申请人: 山东赛马力发电设备有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种储能系统的充放电控制系统,其特征在于,包括:

信息采集模块,用以采集供电周期内供电区域的颗粒度用电量,所述颗粒度指时间颗粒度;

信息分析模块,用以对供电区域的颗粒度用电量进行负荷状态分析,以划分用电时段并计算各用电时段供电区域用电量,统计供电区域总用电量;

参数获取模块,用以获取储能装置的储能参数和供电区域的光照强度;

太阳能分析模块,用以根据光照强度计算光伏发电机对储能装置的太阳能充电量;

时段分析模块,用以根据储能装置的储能参数计算荷电状态,所述时段分析模块还用以根据各用电时段供电区域用电量、储能装置的太阳能充电量和荷电状态对各用电时段的电网充电状态和放电量进行分析,并根据电网充电状态得到储能装置充电量;

优化调整模块,用以根据各用电时段的放电量对储能装置的连续放电状态进行分析,并在储能装置处于连续放电状态时,调整荷电状态的计算过程,所述优化调整模块还用以根据用电时段的总放电量和供电区域总用电量对荷电状态的调整过程进行优化,所述优化调整模块还用以根据各用电时段的放电量和充电量分析储能装置的电荷闲置时间,并根据电荷闲置时间对电能损耗进行分析,以根据电能损耗调整各用电时段的充电量;

充放电控制模块,用以根据各用电时段的充电量和放电量控制储能装置进行充电操作和放电操作。

2.根据权利要求1所述的储能系统的充放电控制系统,其特征在于,所述信息分析模块将供电区域的颗粒度用电量与负荷阈值进行比对,并根据比对结果对供电区域的负荷状态进行分析并划分用电时段,其中:当Ei≤e1时,所述信息分析模块判定供电区域的负荷状态为低负荷,将颗粒度用电量对应的时段作为低负荷用电时段;

当e1<Ei<e2时,所述信息分析模块判定供电区域的负荷状态为中负荷,将颗粒度用电量对应的时段作为中负荷用电时段;

当Ei≥e2时,所述信息分析模块判定供电区域的负荷状态为高负荷,将颗粒度用电量对应的时段作为高负荷用电时段;

其中,Ei=(E1i+E2i+...+Eji)/T,Ei表示供电周期内供电区域的颗粒度平均用电量,i表示颗粒度编号,其取值范围为:i={i|1≤i≤96,i∈N},T表示供电周期的天数,j表示周期内的天数编号,其取值范围为:j={j|j≤T,j∈N+},E1i表示供电周期内第一天供电区域的颗粒度用电量,E2i表示供电周期内第二天供电区域的颗粒度用电量,Eji表示供电周期内最后一天供电区域的颗粒度用电量,e1表示第一负荷阈值,e2表示第二负荷阈值,e1<e2;

所述信息分析模块对相邻颗粒度负荷相同的用电时段进行合并。

3.根据权利要求2所述的储能系统的充放电控制系统,其特征在于,所述时段分析模块设有计算单元,其用以根据储能参数计算荷电状态,所述计算单元通过荷电状态计算公式计算荷电状态,所述计算单元设有荷电状态计算公式如下:SOC=Q1余/Q2常

Q2急=Q2容×α

Q2常=Q2容‑Q2急

其中,SOC表示储能装置的荷电状态,Q1余表示储能装置的常用电荷余量,其取值范围为:Q1余≤Q2常,Q2常表示储能装置的常用电荷容量,Q2急表示储能装置的应急电荷容量,Q2容表示储能装置的电荷容量,α表示应急分配系数,其取值范围为0<α<1。

4.根据权利要求3所述的储能系统的充放电控制系统,其特征在于,所述时段分析模块设有充电分析单元,其用以根据用电时段、储能装置的荷电状态和太阳能充电量对各用电时段的电网充电状态进行分析,并计算储能装置充电量,其中:当用电时段为高负荷用电时段时,所述充电分析单元判定不对储能装置进行电网充电,储能装置充电量的计算如下:Da=E光;

当用电时段为中负荷用电时段时,所述充电分析单元判定对储能装置进行电网充电,储能装置充电量的计算如下:Da=E光+P充×ta×(1‑SOC)×ω1;

当用电时段为低负荷用电时段时,所述充电分析单元判定对储能装置进行电网充电,储能装置充电量的计算如下:Da=E光+P充×ta×(1‑SOC)×ω2;

其中,E光表示光伏发电机对储能装置的太阳能充电量,ta表示各用电时段的时长,Da表示储能装置在当前用电时段的充电量,P充表示电网充电功率,ω1表示第一分析参数,其取值范围为:0≤ω1<1,ω2表示第二分析参数,其取值范围为:0≤ω1<ω2≤1且ω1+ω2≤

1。

5.根据权利要求4所述的储能系统的充放电控制系统,其特征在于,所述时段分析模块设有放电分析单元,其用以根据荷电状态、用电时段和各用电时段供电区域用电量对各用电时段的放电量进行分析,其中:当用电时段为高负荷用电时段时,所述放电分析单元分析储能装置的放电量如下:Sa=Wa×ω2/SOC;

当用电时段为中负荷用电时段时,所述放电分析单元分析储能装置的放电量如下:Sa=Wa×ω1/SOC;

当用电时段为低负荷用电时段时,所述放电分析单元分析储能装置的放电量如下:Sa=0;

其中,Sa表示当前用电时段储能装置的放电量,Wa表示当前用电时段供电区域用电量。

6.根据权利要求5所述的储能系统的充放电控制系统,其特征在于,所述优化调整模块设有计算调整单元,其用以根据各用电时段的放电量对储能装置的连续放电状态进行分析,以对荷电状态的计算过程进行调整,其中:当Sz×S(z+1)>0时,所述计算调整单元判定储能装置为连续放电状态,并对荷电状态的计算过程进行调整,调整后的荷电状态为soc,设定soc=Q1余/Q2容;

当Sz×S(z+1)=0时,所述计算调整单元判定储能装置为非连续放电状态,不对荷电状态的计算过程进行调整;

其中Sz表示相邻用电时段中前一用电时段储能装置的放电量,S(z+1)表示相邻用电时段中后一用电时段储能装置的放电量,z表示用电时段的编号,其取值范围为:z={z<a,z∈N+}。

7.根据权利要求6所述的储能系统的充放电控制系统,其特征在于,所述优化调整模块设有调整优化单元,其用以计算用电时段的总放电量和供电区域总用电量的比值,并将计算结果与分析阈值进行比对,根据比对结果对应急分配系数进行调整,以对荷电状态的调整过程进行优化,其中:当S/L≥ω3时,所述调整优化单元不对应急分配系数进行优化;

当S/L<ω3时,所述调整优化单元对应急分配系数进行调整,调整后的应急分配系数为α',设定α'=α×S/L,其中,S表示储能装置的用电时段的总放电量,L表示供电区域用电时段的总放电量,ω3表示分析阈值,ω3=ω1+ω2。

8.根据权利要求5所述的储能系统的充放电控制系统,其特征在于,所述优化调整模块设有充电调整单元,其用以根据电荷闲置时间和储能参数通过损耗计算公式计算电能损耗,所述充电调整单元设有损耗计算公式如下:E损=Q1余×β1×tb/24

其中,E损表示电能损耗,β1表示储能装置的损失率,其取值范围为0<β1≤0.05,tb表示电荷闲置时间。

9.根据权利要求8所述的储能系统的充放电控制系统,其特征在于,所述优化调整模块设有充电调整单元,其用以计算电能损耗与储能装置的常用电荷余量的比值,并将计算结果与损失阈值进行比对,根据比对结果对各用电时段的充电量进行调整,其中:当E损/Q1余≥β2时,所述充电调整单元对充电量进行调整,调整后的储能装置的充电量为Da',设定Da'=E光+P充×ta×ta/tb×(1‑SOC)×ωc,其中,ωc表示分析参数,c表示分析参数编号,c的取值范围为c={1,2};

当E损/Q1余<β2时,所述充电调整单元不对充电量进行调整;

其中,β2表示损失阈值,其取值范围为:0<β2≤0.03≤β1≤0.05。

10.一种应用于如权利要求1‑9任一项所述的储能系统的充放电控制系统的控制方法,其特征在于,包括:步骤S1,采集供电周期内供电区域的颗粒度用电量;

步骤S2,计算供电区域的颗粒度平均用电量,以对颗粒度时段的负荷状态进行分析,并根据分析结果划分用电时段;

步骤S3,计算各用电时段的供电区域用电量,并统计供电区域总用电量;

步骤S4,获取供电区域的光照强度并计算太阳能充电量;

步骤S5,获取储能装置的储能参数并计算荷电状态;

步骤S6,根据各用电时段供电区域用电量、储能装置的太阳能充电量和荷电状态分析各时段的充电量和放电量,并对放电量进行统计,以得到用电时段总放电量;

步骤S7,对储能装置的连续放电状态进行分析,在储能装置处于连续放电状态时,调整荷电状态的计算过程;

步骤S8,根据用电时段总放电量和供电区域总用电量对荷电状态的调整过程进行优化;

步骤S9,根据各用电时段的放电量和充电量分析储能装置的电荷闲置时间,以计算电能损耗,并根据电能损耗对各用电时段的充电量进行调整;

步骤S10,根据各用电时段的充电量和放电量控制储能装置进行充电操作和放电操作。