CN117353344A - 混合储能***、调峰调频方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种混合储能***、调峰调频方法、装置、电子设备及介质,属于储能技术领域。该混合储能***包括:功率分配模块、超级电容单元、锂电池单元、二氧化碳储能单元、调控模块和逆变器模块;功率分配模块用于执行调峰运行指令或调频运行指令,调峰运行指令或调频运行指令用于指示对超级电容单元、锂电池单元和二氧化碳储能单元中的一个或多个进行功率分配;调控模块用于监控超级电容单元、锂电池单元和二氧化碳储能单元的运行状态,在运行状态超出运行工况范围的情况下,关闭混合储能***;逆变器模块用于将超级电容单元和锂电池单元生成的直流电转换为交流电,交流电用于接入电网。本发明提供的混合储能***,可以提高电网运行稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及储能技术领域,尤其涉及一种混合储能***、调峰调频方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
随着能源紧缺和环境污染日益严重,大力开发可再生能源已成为解决能源安全和环境污染问题的重要手段。近年来,以风能、太阳能等可再生能源为驱动力的风力发电、光伏发电等得到了飞速发展,一定程度上减少了传统化石能源的应用。但可再生能源发电具有明显的波动性、周期性和不确定性等不利因素,其大规模并网还存在大量挑战。储能技术形式多样,具体可分为功率型、能量型和能量型。功率型储能技术响应速度快、功率密度大,以飞轮储能和超级电容为代表;能量型储能技术能量密度高,以锂电池为主要代表;容量型储能则指释能时间在4小时以上的长时储能技术,包括压缩空气储能、二氧化碳储能、全钒液流电池等。
随着大规模风光等新能源发电机组的接入,新能源发电机组对电网运行频率及稳定功率输出的影响日益加剧,单一储能形式往往难以应对这种冲击。现有的混合储能***多为功率型和能量型的组合,可应对电网短时频率波动的问题,但往往难以满足大规模长时储能需求。
发明内容
本发明提供一种混合储能***、调峰调频方法、装置、电子设备及介质,用以解决现有技术中混合储能***难以满足大规模长时储能需求的问题。
本发明提供一种混合储能***,包括:
功率分配模块、超级电容单元、锂电池单元、二氧化碳储能单元、调控模块和逆变器模块;
所述功率分配模块分别与所述超级电容单元的第一端、所述锂电池单元的第一端和所述二氧化碳储能单元的第一端连接;
所述调控模块的第一端分别与所述超级电容单元的第二端、所述锂电池单元的第二端和所述二氧化碳储能单元的第二端连接;
所述调控模块的第二端与所述逆变器模块连接;
所述功率分配模块,用于基于预测用电功率、电网供应的最大功率和所述电网供应的最小功率,执行调峰运行指令或调频运行指令,以使所述混合储能***输出最大输出功率,所述调峰运行指令或所述调频运行指令用于指示对所述超级电容单元、所述锂电池单元和所述二氧化碳储能单元中的一个或多个进行功率分配;
所述调控模块用于监控所述超级电容单元、所述锂电池单元和所述二氧化碳储能单元的运行状态,在所述运行状态超出运行工况范围的情况下,关闭所述混合储能***;
所述逆变器模块用于将所述超级电容单元和所述锂电池单元生成的直流电转换为交流电,所述交流电用于接入电网。
本发明提供一种调峰调频方法,应用于如上所述的混合储能***,包括:
在预测用电功率大于电网供应的最大功率或所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,执行所述调峰运行指令;
在所述预测用电功率大于所述电网供应的最小功率且小于所述电网供应的最大功率的情况下,基于所述电网的目标功率增量,执行所述调频运行指令。
在一些实施例中,所述在预测用电功率大于电网供应的最大功率或所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,执行所述调峰运行指令,包括:
基于所述调峰运行指令,在所述预测用电功率大于所述电网供应的最大功率的情况下,控制所述二氧化碳储能单元向所述电网放电;
基于所述调峰运行指令,在所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,控制所述二氧化碳储能单元从所述电网充电。
在一些实施例中,所述基于所述电网的目标功率增量,执行所述调频运行指令,包括:
基于所述调频运行指令,在所述目标功率增量大于0的情况下,向所述电网放电;
基于所述调频运行指令,在所述目标功率增量小于0的情况下,从所述电网充电。
在一些实施例中,所述在所述目标功率增量大于0的情况下,向所述电网放电,包括:
在所述目标功率增量满足第一条件的情况下,控制所述超级电容单元向所述电网放电,所述第一条件为所述目标功率增量小于所述超级电容单元输出的最大功率增量;
在所述目标功率增量满足第二条件的情况下,控制所述超级电容单元和所述锂电池单元向所述电网放电;
其中,所述第二条件包括:所述目标功率增量大于所述超级电容单元输出的最大功率增量且小于所述锂电池单元输出的最大功率增量与所述超级电容单元输出的最大功率增量之和;锂电池荷电状态值大于0.1,所述锂电池荷电状态值用于指示所述锂电池单元的剩余可用电量占所述锂电池单元的总电量的百分比;
在所述目标功率增量不满足所述第二条件的情况下,控制所述超级电容单元和所述二氧化碳储能单元向所述电网放电。
在一些实施例中,所述在所述目标功率增量小于0的情况下,从所述电网充电,包括:
在所述目标功率增量满足第三条件的情况下,控制所述超级电容单元从所述电网充电,所述第三条件为所述目标功率增量的绝对值小于所述超级电容单元输出的最大功率增量的绝对值;
在所述目标功率增量满足第四条件的情况下,控制所述超级电容单元和所述锂电池单元从所述电网充电;
其中,所述第四条件包括:所述目标功率增量的绝对值大于所述超级电容单元输出的最大功率增量的绝对值,且所述目标功率增量的绝对值小于所述锂电池单元输出的最大功率增量与所述超级电容单元输出的最大功率增量之和的绝对值;锂电池荷电状态值小于0.9;
在所述目标功率增量不满足所述第四条件的情况下,控制所述超级电容单元和所述二氧化碳储能单元从所述电网充电。
本发明还提供一种调峰调频装置,应用于如上所述的混合储能***,包括:
第一执行模块,用于在预测用电功率大于电网供应的最大功率或所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,执行所述调峰运行指令;
第二执行模块,用于在所述预测用电功率大于所述电网供应的最小功率且小于所述电网供应的最大功率的情况下,基于所述电网的目标功率增量,执行所述调频运行指令。
在一些实施例中,所述第一执行模块,具体用于:
基于所述调峰运行指令,在所述预测用电功率大于所述电网供应的最大功率的情况下,控制所述二氧化碳储能单元向所述电网放电;
基于所述调峰运行指令,在所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,控制所述二氧化碳储能单元从所述电网充电。
本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述调峰调频方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述调峰调频方法。
本发明还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述调峰调频方法。
本发明提供的混合储能***、调峰调频方法、装置、电子设备及介质,通过功率分配模块和调控模块,对超级电容单元、锂电池单元和二氧化碳储能单元的运行状态进行控制,使得混合储能***可以确定最大输出功率,同时具有响应及时、调节范围广的优势,可有效调峰调频,提高电网运行稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的混合储能***的结构示意图;
图2是本发明提供的混合储能***应用的用电***的结构示意图;
图3是本发明提供的调峰调频方法的流程示意图之一;
图4是本发明提供的调峰调频方法的流程示意图之二;
图5是本发明提供的调峰调频装置的结构示意图;
图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
相关技术中,混合储能***通常由两种或两种以上的储能形式组合而成,兼具响应速度快、调节范围广、运行稳定等诸多优势,是新能源规模化利用的重要支撑。削峰填谷、平滑电网、提高供电稳定性是储能***的首要目标,主要通过调频和调峰两种方式出现。其中,调频时间尺度通常在秒级至分钟级,主要为了应对电网短时的频率波动,调峰时间尺度通常为数小时,主要为了调节发电侧和用户侧的负荷不匹配,实现削峰填谷。
现有的混合储能***多为功率型和能量型的组合,可较为有效地应对电网短时频率波动的问题,但往往难以满足大规模长时储能需求。在现有的大规模长时储能技术中,二氧化碳储能技术具有储能效率高、储能密度大、***运行安全稳定、绿色环保等诸多优势,但目前尚未见有联合二氧化碳储能技术的混合储能***及其运行策略分析。
本发明提供一种结合超级电容单元、锂电池单元和二氧化碳储能单元的混合储能***,同时提出一种综合调峰和调频功能的***运行策略。
下面结合图1-图6描述本发明的混合储能***、调峰调频方法、装置、电子设备及介质。
图1是本发明提供的混合储能***的结构示意图。参照图1,本发明提供的混合储能***包括:
功率分配模块110、超级电容单元120、锂电池单元130、二氧化碳储能单元140、调控模块150和逆变器模块160;
功率分配模块110分别与超级电容单元120的第一端、锂电池单元130的第一端和二氧化碳储能单元140的第一端连接;
调控模块150的第一端分别与超级电容单元120的第二端、锂电池单元130的第二端和二氧化碳储能单元140的第二端连接;
调控模块150的第二端与逆变器模块160连接;
功率分配模块110,用于基于预测用电功率、电网供应的最大功率和电网供应的最小功率,执行调峰运行指令或调频运行指令,以使混合储能***输出最大输出功率,调峰运行指令或调频运行指令用于指示对超级电容单元120、锂电池单元130和二氧化碳储能单元140中的一个或多个进行功率分配;
调控模块150用于监控超级电容单元120、锂电池单元130和二氧化碳储能单元140的运行状态,在运行状态超出运行工况范围的情况下,关闭混合储能***;
逆变器模块160用于将超级电容单元120和锂电池单元130生成的直流电转换为交流电,交流电用于接入电网。
在实际执行中,本发明提供的混合储能***可以应用于如图2所示的用电***中。
该用电***包括:参数采集单元、数据处理中心、混合储能***、新能源发电***、电网及用户用电单元。
其中,混合储能***可以包括:功率分配模块110、超级电容单元120、锂电池单元130、二氧化碳储能单元140、调控模块150和逆变器模块160。
新能源发电***可以包括不限于风力发电机组、太阳能发电机组,在特殊场景应用下也可包括生物质能发电机组、潮汐能发电机组等。
用户用电单元包括大规模工商业用电场景或居民用电场景中的用电单元等。
需要说明的是,调频指应对电网短时频率波动问题,要求响应速度快,主要依赖超级电容单元120和锂电池单元130实现,在锂电池单元130剩余电量不足且超级电容所能提供功率不够时,才启用二氧化碳储能单元140;调峰指应对电网日间峰谷差大的问题,要求储释能容量大,主要依赖二氧化碳储能单元140实现。
首先,参数采集单元用于采集新能源发电***的运行参数、电网的运行参数、混合储能***的运行参数及用户用电单元的负荷预测等主要参数,由数据处理中心进行分析上述参数,判断应该选择调峰模式还是调频模式,并对混合储能***发出调用指令,主要包括调峰运行指令或调频运行指令。
需要说明的是,新能源发电***的主要参数可以包括风力发电实时功率Pw和光伏发电实时功率Pp。
混合储能***的主要参数可以包括超级电容单元120的电量大小Qsc和超级电容单元120能实时输出的最大功率增量ΔPsc,锂电池单元130的荷电状态值SOC、锂电池单元130的额定功率和锂电池单元130的实时功率,进而计算锂电池单元130实时输出的最大功率增量ΔPlb。
其中,SOC代表锂电池单元130本时刻剩余可用电量占总电量的百分比,常被用来评估电池性能,为了保护锂电池,延长其使用寿命,规定其正常运行区间为SOC在0.1~0.9之间。
二氧化碳储能单元140的主要参数可以包括:压缩过程的实际末级排气压力F2和膨胀过程的实际末级排气压力F3,本发明提供的用电***设计工况下最大压力运行区间对应低压侧压力和高压侧压力分别为F0和F1,进而计算二氧化碳储能单元140能实时输出的最大功率增量ΔPces和总储释能容量ΔQces。此外,二氧化碳储能单元140的压缩机和膨胀机可以采用多级串联方式,设置有多个中间排气口,则压缩过程的实际排气压力和膨胀过程的实际排气压力可根据需求调整,进而调整实际用电功率和发电功率。
电网运行的主要参数可以包括电网的实时频率f。
用户用电单元的主要参数可以包括预测用户次日用电功率Pf。
然后数据处理单元将采集得到的参数进行处理,判断应该选择调峰模式还是调频模式,并对混合储能***发出调峰运行指令或者调频运行指令。
在混合储能***中,功率分配模块110用于接收到数据处理中心下发的调峰运行指令或者调频运行指令后,将需求功率根据各个储能单元的现状进行具体功率分配,调节各个储能单元协同运作以完成调峰运行指令或者调频运行指令。
功率分配模块110采用二阶低通滤波算法来进行不同储能单元的功率分配,并根据调控模块150进行反馈调节。
混合储能***中的调控模块150可以包括第一调控环节、第二调控环节和第三调控环节。
第一调控环节的第一端与超级电容单元120的第二端连接,用于实时监测超级电容单元120的运行状态,在超出运行工况范围时关闭混合储能***。
第二调控环节的第一端与锂电池单元130的第二端连接,用于实时监测锂电池单元130的运行状态,在超出运行工况范围时关闭混合储能***。
第三调控环节的第一端与二氧化碳储能单元140的第二端连接,用于实时监测二氧化碳储能单元140的运行状态,在超出运行工况范围时关闭混合储能***。
混合储能***中的逆变器模块160可以包括第一逆变器和第二逆变器。第一逆变器的第一端与第一调控环节的第二端连接,第二逆变器的第一端与第二调控环节的第二端连接。
第一逆变器用于将超级电容单元120生成的直流电转换为交流电,以顺利接入电网。第二逆变器用于将锂电池单元130生成的直流电转换为交流电,以顺利接入电网。
本发明提出一种结合功率型储能技术(超级电容单元)、能量型储能技术(锂电池单元)和容量型储能技术(二氧化碳储能单元)的混合储能***。其中,超级电容单元具有充放电速率快、无记忆效应、使用寿命长、重复充放电性能衰减小等显著优势;锂电池单元具有技术成熟、荷电保持能力强、比能量高等优势;二氧化碳储能单元具有储能效率高、储能密度大、储能容量大等优势。集成上述储能方式的混合储能***具有极强的灵活性和鲁棒性。
本发明提供的混合储能***,通过功率分配模块和调控模块,对超级电容单元、锂电池单元和二氧化碳储能单元的运行状态进行控制,使得混合储能***可以确定最大输出功率,同时具有响应及时、调节范围广的优势,可有效调峰调频,提高电网运行稳定性。
图3是本发明提供的调峰调频方法的流程示意图之一。参照图3,本发明提供的调峰调频方法,应用于如上的混合储能***,该方法包括:步骤310和步骤320。
步骤310、在预测用电功率大于电网供应的最大功率或预测用电功率小于电网供应的最小功率的情况下,执行调峰运行指令;
步骤320、在预测用电功率大于电网供应的最小功率且小于电网供应的最大功率的情况下,基于电网的目标功率增量,执行调频运行指令。
本发明提供的调峰调频方法的执行主体可以是电子设备、电子设备中的部件、集成电路、或芯片。该电子设备可以是移动电子设备,也可以为非移动电子设备。示例性的,移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant,PDA)等,非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage,NAS)、个人计算机(personal computer,PC)、电视机(television,TV)、柜员机或者自助机等,本发明不作具体限定。
下面以计算机执行本发明提供的调峰调频方法为例,详细说明本发明的技术方案。
在实际执行中,可以实时采集电网供应的最大功率P1、电网供应的最大功率P2、电网的实时频率f和电网的额定频率fr,则电网频率波动带来的目标功率增量为ΔP=-Δf·K=-(f-fr)·K。其中,K为单位调节功率,由发电方式决定。
预测用电功率为预测用户次日用电功率,可以用Pf表示。
图4是本发明提供的调峰调频方法的流程示意图之二。参照图4,本发明提供的调峰调频方法的流程如下:
当预测用电功率Pf大于电网供应的最大功率P2或预测用电功率小于电网供应的最小功率P1,即Pf>P2或Pf<P1时,混合储能***执行调峰运行指令,主要目的是削峰填谷。
当预测用电功率Pf大于电网供应的最小功率P1且小于电网供应的最大功率P2,即P1<Pf<P2时,混合储能***执行调频运行指令。
可以理解的是,电网的目标功率增量ΔP=0时,混合储能***无动作,电网稳定运行。
电网目标功率增量ΔP≠0时,混合储能***根据ΔP的大小,执行向电网放电或从电网充电。
需要说明的是,调峰运行指令主要由二氧化碳储能单元完成,调频运行指令主要由超级电容单元和锂电池单元完成,必要时加入二氧化碳储能单元。三种储能方式的可运行区间进行计算和反馈调控,在超出运行工况范围时即停止运行,保证了混合储能***的安全性和持久性。
本发明提供的调峰调频方法,根据预测用电功率和电网供应的功率区间,来确定采用调峰模式或调频模式,即确定混合储能***执行调峰运行指令或调频运行指令,具有响应及时、调节范围广的优势,可有效调峰调频,提高电网运行稳定性。
在一些实施例中,在预测用电功率大于电网供应的最大功率或预测用电功率小于电网供应的最小功率的情况下,执行调峰运行指令,包括:
基于调峰运行指令,在预测用电功率大于电网供应的最大功率的情况下,控制二氧化碳储能单元向电网放电;
基于调峰运行指令,在预测用电功率小于电网供应的最小功率的情况下,控制二氧化碳储能单元从电网充电。
如图4所示,当预测用电功率Pf大于电网供应的最大功率P2,即Pf>P2时,控制二氧化碳储能单元向电网放电。
当预测用电功率Pf小于电网供应的最小功率P1,即Pf<P1时,控制二氧化碳储能单元从电网充电。
不管是放电还是充电过程,具体电量大小由压缩机排气压力F2和膨胀机排气压力F1决定,并由上述实施例中的第三调控环节进行负反馈实时调节,超出最大供应能力时则关停储能***,防止严重折损***寿命甚至出现安全事故。
在一些实施例中,基于电网的目标功率增量,执行调频运行指令,包括:
基于调频运行指令,在目标功率增量大于0的情况下,向电网放电;
基于调频运行指令,在目标功率增量小于0的情况下,从电网充电。
如图4所示,当ΔP>0时,混合储能***向电网放电;首先开启超级电容单元对频率波动做出迅速响应,判断超级电容单元输出的最大功率增量ΔPSC是否大于ΔP,如是,则锂电池单元和二氧化碳储能单元无需动作,仅靠超级电容单元就能实现调频目的。如不是,则需要进一步判断选择锂电池单元和超级电容单元同时参与调频,还是超级电容单元和二氧化碳储能单元参与调频。
当ΔP<0时,混合储能***从电网充电。首先开启超级电容对频率波动做出迅速响应,判断|ΔPSC|是否大于|ΔP|,如是,则锂电池单元和二氧化碳储能单元无需动作。如不是,则需要进一步判断选择锂电池单元和超级电容单元同时参与调频,还是超级电容单元和二氧化碳储能单元参与调频。
需要说明的是,ΔPSC为超级电容单元能实时输出的最大功率增量。超级电容的电量大小ΔQsc=I·t决定了超级电容的工作时间,ΔPsc=V·I由工作电压和工作电流决定。
在一些实施例中,在目标功率增量大于0的情况下,向电网放电,包括:
在目标功率增量满足第一条件的情况下,控制超级电容单元向电网放电,第一条件为目标功率增量小于超级电容单元输出的最大功率增量;
在目标功率增量满足第二条件的情况下,控制超级电容单元和锂电池单元向电网放电;
其中,第二条件包括:目标功率增量大于超级电容单元输出的最大功率增量且小于锂电池单元输出的最大功率增量与超级电容单元输出的最大功率增量之和;锂电池荷电状态值大于0.1,锂电池荷电状态值用于指示锂电池单元的剩余可用电量占锂电池单元的总电量的百分比;
在目标功率增量不满足第二条件的情况下,控制超级电容单元和二氧化碳储能单元向电网放电。
如图4所示,当超级电容单元输出的最大功率增量ΔPSC>ΔP时,控制超级电容单元向电网放电,锂电池单元和二氧化碳储能单元无需动作。
当ΔPSC<ΔP时,且满足ΔP<ΔPsc+ΔPlb,同时锂电池荷电状态值SOC>0.1,即满足第二条件时,锂电池单元和超级电容单元同时参与调频。当不满足第二条件时,超级电容单元和二氧化碳储能单元参与调频。其中,ΔPsc为超级电容单元输出的最大功率增量,ΔPlb为锂电池单元输出的最大功率增量。
需要说明的是,SOC代表锂电池单元本时刻剩余可用电量占总电量的百分比,常被用来评估电池性能,为了保护锂电池延长其使用寿命,规定其正常运行区间为SOC在0.1~0.9之间。
二氧化碳储能单元运行压缩过程的实际末级排气压力F2和膨胀过程的实际末级排气压力F3,***设计工况下最大压力运行区间对应低压侧压力和高压侧压力分别为F0和F1,则二氧化碳储能单元充电量Qc为F2的函数,即二氧化碳储能单元放电量Qd为F3的函数,即/>进而计算二氧化碳储能单元实时输出的最大功率增量ΔPces和总储释能容量ΔQces。
在一些实施例中,在目标功率增量小于0的情况下,从电网充电,包括:
在目标功率增量满足第三条件的情况下,控制超级电容单元从电网充电,第三条件为目标功率增量的绝对值小于超级电容单元输出的最大功率增量的绝对值;
在目标功率增量满足第四条件的情况下,控制超级电容单元和锂电池单元从电网充电;
其中,第四条件包括:目标功率增量的绝对值大于超级电容单元输出的最大功率增量的绝对值,且目标功率增量的绝对值小于锂电池单元输出的最大功率增量与超级电容单元输出的最大功率增量之和的绝对值;锂电池荷电状态值小于0.9;
在目标功率增量不满足第四条件的情况下,控制超级电容单元和二氧化碳储能单元从电网充电。
如图4所示,当|ΔPSC|>|ΔP|时,则锂电池单元和二氧化碳储能单元无需动作,控制超级电容单元从电网充电。
当|ΔPSC|<|ΔP|,且满足|ΔP|<|ΔPsc+ΔPlb|,同时锂电池荷电状态值SOC<0.9,即满足第四条件时,则选择锂电池单元和超级电容单元同时参与调频,当不满足第四条件时,超级电容单元和二氧化碳储能单元参与调频。其中,ΔPsc为超级电容单元输出的最大功率增量,ΔPlb为锂电池单元输出的最大功率增量。
本发明提供的调峰调频方法,通过三种储能方式的可运行区间进行计算和反馈调控,在超出运行工况范围时即停止运行,保证了***的安全性和持久性。
下面对本发明提供的调峰调频装置进行描述,下文描述的调峰调频装置与上文描述的调峰调频方法可相互对应参照。
图5是本发明提供的调峰调频装置的结构示意图。参照图5,本发明提供的调峰调频装置,应用于如上所述的混合储能***,该装置包括:第一执行模块510和第二执行模块520。
第一执行模块510,用于在预测用电功率大于电网供应的最大功率或所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,执行所述调峰运行指令;
第二执行模块520,用于在所述预测用电功率大于所述电网供应的最小功率且小于所述电网供应的最大功率的情况下,基于所述电网的目标功率增量,执行所述调频运行指令。
本发明提供的调峰调频装置,根据预测用电功率和电网供应的功率区间,来确定采用调峰模式或调频模式,即确定混合储能***执行调峰运行指令或调频运行指令,具有响应及时、调节范围广的优势,可有效调峰调频,提高电网运行稳定性。
在一些实施例中,所述第一执行模块510,具体用于:
基于所述调峰运行指令,在所述预测用电功率大于所述电网供应的最大功率的情况下,控制所述二氧化碳储能单元向所述电网放电;
基于所述调峰运行指令,在所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,控制所述二氧化碳储能单元从所述电网充电。
在一些实施例中,所述第二执行模块520,具体用于:
基于所述调频运行指令,在所述目标功率增量大于0的情况下,向所述电网放电;
基于所述调频运行指令,在所述目标功率增量小于0的情况下,从所述电网充电。
在一些实施例中,所述第二执行模块520,具体用于:
在所述目标功率增量满足第一条件的情况下,控制所述超级电容单元向所述电网放电,所述第一条件为所述目标功率增量小于所述超级电容单元输出的最大功率增量;
在所述目标功率增量满足第二条件的情况下,控制所述超级电容单元和所述锂电池单元向所述电网放电;
其中,所述第二条件包括:所述目标功率增量大于所述超级电容单元输出的最大功率增量且小于所述锂电池单元输出的最大功率增量与所述超级电容单元输出的最大功率增量之和;锂电池荷电状态值大于0.1,所述锂电池荷电状态值用于指示所述锂电池单元的剩余可用电量占所述锂电池单元的总电量的百分比;
在所述目标功率增量不满足所述第二条件的情况下,控制所述超级电容单元和所述二氧化碳储能单元向所述电网放电。
在一些实施例中,所述第二执行模块520,具体用于:
在所述目标功率增量满足第三条件的情况下,控制所述超级电容单元从所述电网充电,所述第三条件为所述目标功率增量的绝对值小于所述超级电容单元输出的最大功率增量的绝对值;
在所述目标功率增量满足第四条件的情况下,控制所述超级电容单元和所述锂电池单元从所述电网充电;
其中,所述第四条件包括:所述目标功率增量的绝对值大于所述超级电容单元输出的最大功率增量的绝对值,且所述目标功率增量的绝对值小于所述锂电池单元输出的最大功率增量与所述超级电容单元输出的最大功率增量之和的绝对值;锂电池荷电状态值小于0.9;
在所述目标功率增量不满足所述第四条件的情况下,控制所述超级电容单元和所述二氧化碳储能单元从所述电网充电。
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图,如图6所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630和通信总线640,其中,处理器610,通信接口620,存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令,以执行调峰调频方法,该方法包括:
在预测用电功率大于电网供应的最大功率或所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,执行所述调峰运行指令;
在所述预测用电功率大于所述电网供应的最小功率且小于所述电网供应的最大功率的情况下,基于所述电网的目标功率增量,执行所述调频运行指令。
此外,上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上,所述计算机程序被处理器执行时,计算机能够执行上述各方法所提供的调峰调频方法,该方法包括:
在预测用电功率大于电网供应的最大功率或所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,执行所述调峰运行指令;
在所述预测用电功率大于所述电网供应的最小功率且小于所述电网供应的最大功率的情况下,基于所述电网的目标功率增量,执行所述调频运行指令。
又一方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的调峰调频方法,该方法包括:
在预测用电功率大于电网供应的最大功率或所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,执行所述调峰运行指令;
在所述预测用电功率大于所述电网供应的最小功率且小于所述电网供应的最大功率的情况下,基于所述电网的目标功率增量,执行所述调频运行指令。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种混合储能***,其特征在于,包括:
功率分配模块、超级电容单元、锂电池单元、二氧化碳储能单元、调控模块和逆变器模块;
所述功率分配模块分别与所述超级电容单元的第一端、所述锂电池单元的第一端和所述二氧化碳储能单元的第一端连接;
所述调控模块的第一端分别与所述超级电容单元的第二端、所述锂电池单元的第二端和所述二氧化碳储能单元的第二端连接;
所述调控模块的第二端与所述逆变器模块连接;
所述功率分配模块用于基于预测用电功率、电网供应的最大功率和所述电网供应的最小功率,执行调峰运行指令或调频运行指令,以使所述混合储能***输出最大输出功率,所述调峰运行指令或所述调频运行指令用于指示对所述超级电容单元、所述锂电池单元和所述二氧化碳储能单元中的一个或多个进行功率分配;
所述调控模块用于监控所述超级电容单元、所述锂电池单元和所述二氧化碳储能单元的运行状态,在所述运行状态超出运行工况范围的情况下,关闭所述混合储能***;
所述逆变器模块用于将所述超级电容单元和所述锂电池单元生成的直流电转换为交流电,所述交流电用于接入电网。
2.一种调峰调频方法,其特征在于,应用于权利要求1所述的混合储能***,包括:
在预测用电功率大于电网供应的最大功率或所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,执行所述调峰运行指令;
在所述预测用电功率大于所述电网供应的最小功率且小于所述电网供应的最大功率的情况下,基于所述电网的目标功率增量,执行所述调频运行指令。
3.根据权利要求2所述的调峰调频方法,其特征在于,所述在预测用电功率大于电网供应的最大功率或所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,执行所述调峰运行指令,包括:
基于所述调峰运行指令,在所述预测用电功率大于所述电网供应的最大功率的情况下,控制所述二氧化碳储能单元向所述电网放电;
基于所述调峰运行指令,在所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,控制所述二氧化碳储能单元从所述电网充电。
4.根据权利要求2所述的调峰调频方法,其特征在于,所述基于所述电网的目标功率增量,执行所述调频运行指令,包括:
基于所述调频运行指令,在所述目标功率增量大于0的情况下,向所述电网放电;
基于所述调频运行指令,在所述目标功率增量小于0的情况下,从所述电网充电。
5.根据权利要求4所述的调峰调频方法,其特征在于,所述在所述目标功率增量大于0的情况下,向所述电网放电,包括:
在所述目标功率增量满足第一条件的情况下,控制所述超级电容单元向所述电网放电,所述第一条件为所述目标功率增量小于所述超级电容单元输出的最大功率增量;
在所述目标功率增量满足第二条件的情况下,控制所述超级电容单元和所述锂电池单元向所述电网放电;
其中,所述第二条件包括:所述目标功率增量大于所述超级电容单元输出的最大功率增量且小于所述锂电池单元输出的最大功率增量与所述超级电容单元输出的最大功率增量之和;锂电池荷电状态值大于0.1,所述锂电池荷电状态值用于指示所述锂电池单元的剩余可用电量占所述锂电池单元的总电量的百分比;
在所述目标功率增量不满足所述第二条件的情况下,控制所述超级电容单元和所述二氧化碳储能单元向所述电网放电。
6.根据权利要求4所述的调峰调频方法,其特征在于,所述在所述目标功率增量小于0的情况下,从所述电网充电,包括:
在所述目标功率增量满足第三条件的情况下,控制所述超级电容单元从所述电网充电,所述第三条件为所述目标功率增量的绝对值小于所述超级电容单元输出的最大功率增量的绝对值;
在所述目标功率增量满足第四条件的情况下,控制所述超级电容单元和所述锂电池单元从所述电网充电;
其中,所述第四条件包括:所述目标功率增量的绝对值大于所述超级电容单元输出的最大功率增量的绝对值,且所述目标功率增量的绝对值小于所述锂电池单元输出的最大功率增量与所述超级电容单元输出的最大功率增量之和的绝对值;锂电池荷电状态值小于0.9;
在所述目标功率增量不满足所述第四条件的情况下,控制所述超级电容单元和所述二氧化碳储能单元从所述电网充电。
7.一种调峰调频装置,其特征在于,应用于权利要求1所述的混合储能***,包括:
第一执行模块,用于在预测用电功率大于电网供应的最大功率或所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,执行所述调峰运行指令;
第二执行模块,用于在所述预测用电功率大于所述电网供应的最小功率且小于所述电网供应的最大功率的情况下,基于所述电网的目标功率增量,执行所述调频运行指令。
8.根据权利要求7所述的调峰调频装置,其特征在于,所述第一执行模块,具体用于:
基于所述调峰运行指令,在所述预测用电功率大于所述电网供应的最大功率的情况下,控制所述二氧化碳储能单元向所述电网放电;
基于所述调峰运行指令,在所述预测用电功率小于所述电网供应的最小功率的情况下,控制所述二氧化碳储能单元从所述电网充电。
9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求2至6任一项所述调峰调频方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求2至6任一项所述调峰调频方法。
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