多机协同分相控制方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

本发明涉及分布式能源控制，具体涉及多机协同分相控制方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术：

1、随着经济社会的迅速发展，配电网负荷急剧攀升，特定地区负荷密集，导致变压器容量规划无法跟上用电需求的激增，从而引发了诸如三相不平衡和低电压等问题。在碳达峰和碳中和的大背景下，储能技术在分布式能源领域的应用逐渐深入，储能系统在作为能量存储介质优先保障能源可靠性及系统经济效益前提下，兼做电能质量治理装置，治理区域电网三相不平衡，在提升区域电网电能质量方面展现出巨大潜力。

2、目前，分布式储能系统中的电能质量治理方案及控制策略通常集成在pcs(powerconversion system，功率转换系统，简称pcs)内部。在满足系统既定运行策略目标、保障系统经济效益前提下，pcs通过自身传感器检测电网质量情况，利用有功和无功分相独立控制，对电网各相进行分别补偿，以实现对系统电能质量的治理。

3、然而，当前的控制策略存在一定的局限性，如图1所示，主要表现在只能在单个储能单元的系统内进行电能质量治理控制；在多个储能单元并联系统中，由于缺乏有效的协同控制机制，不能对各个储能单元独立调节和控制，导致补偿不足或过度补偿等问题。因此，在实际多机并联应用场景中，电能质量治理功能通常被关闭，储能系统无法发挥其提升电能质量的作用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种多机协同分相控制方法、装置、计算机设备及存储介质，以解决缺乏有效的协同控制机制，不能对各个储能单元独立调节和控制的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种多机协同分相控制方法，应用于储能系统，储能系统包括多个储能单元，储能系统安装有进线电表；多机协同分相控制方法包括：

3、以储能系统收益最大、储能单元荷电状态一致性最高且储能系统并网点三相不平衡度最低构建第一目标函数；

4、确定第一目标函数中储能系统收益的权重系数、储能单元荷电状态一致性的权重系数和储能系统并网点三相不平衡度的权重系数；

5、基于第一目标函数中储能系统收益的权重系数、储能单元荷电状态一致性的权重系数和储能系统并网点三相不平衡度的权重系数和第一目标函数构建第二目标函数；

6、构建储能系统总功率期望值、进线电表功率、每个储能单元荷电状态和每个储能单元的输出功率的约束条件；

7、基于约束条件，以储能系统收益最大、储能单元荷电状态一致性最高且储能系统并网点三相不平衡度最低为目标，求解第二目标函数的最优解；

8、基于最优解，对每个储能单元进行功率调度。

9、本发明提供多机协同分相控制方法，综合考虑储能系统收益最大、各储能单元荷电状态一致性最高和储能系统并网点三相不平衡度最低三个因素作为第一目标函数，并根据储能系统收益最大、各储能单元荷电状态一致性最高和储能系统并网点三相不平衡度的贡献程度确定各自的权重系数，并基于权重系数和第一目标函数构建第二目标函数，并通过储能系统总功率期望值、进线电表功率、每个储能单元荷电状态和每个储能单元的输出功率的约束条件计算第二目标函数的最优解，基于最优解，对每个储能单元进行功率调度，实现了在储能系统整站维度可以对单个储能单元各相独立调节和控制，实现了有功和无功补偿，避免了独立调节带来的不足或过度补偿等缺陷，在保障储能系统稳定运行、储能系统整站经济效益的同时，也最大程度地提升储能系统区域电网的电能质量，解决了缺乏有效的协同控制机制，不能对各个储能单元独立调节和控制的问题。

10、在一种可选的实施方式中，以储能系统收益最大、储能单元荷电状态一致性最高且储能系统并网点三相不平衡度最低构建第一目标函数包括：

11、基于储能系统电费信息计算储能系统收益；

12、获取每个储能单元荷电状态和每个储能单元额定容量，并基于每个储能单元荷电状态、储能单元预设分配功率和每个储能单元额定容量计算储能单元荷电状态一致性；

13、获取进线电表功率和每个储能单元功率，并基于进线电表功率和每个储能单元功率计算储能系统并网点三相不平衡度；

14、以储能系统收益最大、储能单元荷电状态一致性最高和储能系统并网点三相不平衡度最低构建第一目标函数。

15、本发明提供的多机协同分相控制方法，分别计算储能系统收益、储能单元荷电状态一致性和储能系统并网点三相不平衡度，并以储能系统收益最大、储能单元荷电状态一致性最高和储能系统并网点三相不平衡度最低构建第一目标函数，使得储能系统的经济策略目标和储能单元的实时数据相结合，为后续构建第二目标函数提供了函数基础。

16、在一种可选的实施方式中，储能系统电费信息包括：月度基本电费、月度电费和功率因数调整电费；

17、基于储能系统电费信息计算储能系统收益包括：

18、获取储能系统实际电能需量、储能系统实时有功功率、与储能系统连接的用户变压器总容量缴纳基本电费和用户实时有功功率；

19、基于预设申报最大电能需量、实际电能需量、与储能系统连接的用户变压器总容量缴纳基本电费和预设需量电价计算月度基本电费；

20、基于储能系统实时有功功率、用户实时有功功率和预设实时电价计算月度电费；

21、基于月度基本电费、月度电费和预设功率因数调整电费比例系数计算功率因数调整电费；

22、基于月度基本电费、月度电费和功率因数调整电费计算储能系统收益。

23、本发明提供的多机协同分相控制方法，通过月度基本电费、月度电费和功率因数调整电费计算储能系统收益，使得储能系统发挥最大效应，得到最大收益，为后续构建第一目标函数提供因素目标基础。

24、在一种可选的实施方式中，进线电表和储能单元均包括三相，分别为a相、b相和c相；进线电表功率包括a相进线电表功率、b相进线电表功率和c相进线电表功率，每个储能单元功率包括a相功率、b相功率和c相功率；

25、获取进线电表功率和每个储能单元功率，并基于进线电表功率和每个储能单元功率计算储能系统并网点三相不平衡度包括：

26、计算a相进线电表功率与a相功率的a相差值、b相进线电表功率与b相功率的b相差值以及c相进线电表功率与c相功率的c相差值；

27、筛选a相差值、b相差值和c相差值中的最大值与最小值；

28、基于最大值与最小值计算储能系统并网点三相不平衡度。

29、本发明提供的多机协同分相控制方法，通过储能系统进线电表三相功率和储能单元三相功率的差值的最大值和最小值计算储能系统并网点三相不平衡度，为储能系统并网点三相不平衡度最低提供了计算基础，同时也为后续构建第一目标函数提供了因素目标基础，有助于减少储能系统中的电流不平衡问题，间接提高储能系统中供电设备的稳定性和可靠性，减少电力损耗，延长供电设备寿命。

30、在一种可选的实施方式中，确定第一目标函数中储能系统收益的权重系数、储能单元荷电状态一致性的权重系数和储能系统并网点三相不平衡度的权重系数包括：

31、构造第一目标函数的判断矩阵；

32、基于判断矩阵分别确定第一目标函数中储能系统收益的权重系数、储能单元荷电状态一致性的权重系数和储能系统并网点三相不平衡度的权重系数。

33、本发明提供的多机协同分相控制方法，通过判断矩阵分别确定第一目标函数中储能系统收益的权重系数、储能单元荷电状态一致性的权重系数和储能系统并网点三相不平衡度的权重系数，为后续构造第二目标函数提供权重系数基础，计算出的权重系数体现按照储能系统收益、储能单元荷电状态一致性和储能系统并网点三相不平衡度对目标函数的贡献度。

34、在一种可选的实施方式中，基于第一目标函数中储能系统收益的权重系数、储能单元荷电状态一致性的权重系数和储能系统并网点三相不平衡度的权重系数和第一目标函数构建第二目标函数包括：

35、分别计算储能系统收益与储能系统收益的权重系数的第一乘积、储能单元荷电状态一致性与储能单元荷电状态一致性的权重系数的第二乘积以及储能系统并网点三相不平衡度与储能系统并网点三相不平衡度的权重系数的第三乘积；

36、基于第一乘积、第二乘积和第三乘积构建第二目标函数。

37、本发明提供的多机协同分相控制方法，通过权重系数和第一目标函数构建的第二目标函数为后续计算最优解提供了函数基础，综合考虑了多个因素目标，使得储能系统能够在复杂的环境下做出最优决策，提高了储能系统的自适应性和智能化水平。

38、在一种可选的实施方式中，基于最优解，对每个储能单元分配功率包括：

39、基于最优解，计算储能系统的储存电能、每个储能单元的储存电能以及每个储能单元中三相的储存电能；

40、基于储能系统的储存电能、每个储能单元的储存电能以及每个储能单元中三相的储存电能生成储能单元三相控制目标；

41、根据储能单元三相控制目标，对每个储能单元三相进行功率调度。

42、本发明提供的多机协同分相控制方法，实现了在储能系统整站维度上对各储能单元各相进行单独控制，实现有功和无功的精确补偿，避免单个储能单元独立调节时可能出现的补偿不足或过度补偿的局限性，实现了多个储能单元之间的协同工作。使得储能系统在大型工商业项目中能够更好地发挥作用，提高了储能系统的扩展性和适用性。

43、第二方面，本发明提供了一种多机协同分相控制装置，应用于储能系统，储能系统包括多个储能单元，储能系统安装有进线电表；多机协同分相控制装置包括：

44、第一构建模块，用于以储能系统收益最大、储能单元荷电状态一致性最高且储能系统并网点三相不平衡度最低构建第一目标函数；

45、确定模块，用于确定第一目标函数中储能系统收益的权重系数、储能单元荷电状态一致性的权重系数和储能系统并网点三相不平衡度的权重系数；

46、第二构建模块，用于基于第一目标函数中储能系统收益的权重系数、储能单元荷电状态一致性的权重系数和储能系统并网点三相不平衡度的权重系数和第一目标函数构建第二目标函数；

47、第三构建模块，用于构建储能系统总功率期望值、进线电表功率、每个储能单元荷电状态和每个储能单元的输出功率的约束条件；

48、求解模块，用于基于约束条件，以储能系统收益最大、储能单元荷电状态一致性最高且储能系统并网点三相不平衡度最低为目标，求解第二目标函数的最优解；

49、调度模块，用于基于最优解，对每个储能单元进行功率调度。

50、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的多机协同分相控制方法。

51、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的多机协同分相控制方法。