一种配电网与电化学储能的控制方法、装置、设备及介质

本发明涉及电力控制，尤其涉及一种配电网与电化学储能的控制方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、在现代电力系统中，随着可再生能源的大规模接入和各类储能机组的广泛应用，配电网的运行特性发生了显著变化，这对电网的安全稳定运行提出了新的挑战：电化学储能系统通常分散部署，规模较小，但数量众多，一旦发生安全事故，其影响范围和经济损失可能非常严重。

2、首先，配电网侧的安全运行通常涉及对线路负载、电压稳定性和电能质量的监控与控制。而电化学储能系统则需要考虑电池的健康状态、充放电循环效率以及安全运行边界。但显然，现有研究多聚焦于单个系统内部的优化，缺乏对两者耦合效应的深入分析。这种分割的研究视角忽视了配电网与电化学储能系统之间耦合运行的复杂性和互动性，可能会造成耦合系统运行过程中的安全隐患。

3、其次，现有的保护控制策略在面对系统故障时往往采取简单直接的措施，如切除故障线路或将储能系统脱网，这虽然能够快速隔离故障，但其缺少分阶段协调控制的能力，导致了供电中断和电能浪费，严重影响到系统运行的经济性与用户满意度。

4、综上所述，配电网与电化学储能系统的耦合运行在电力系统中扮演着日益重要的角色，但现有研究和控制策略存在以下主要问题：

5、(1)耦合运行研究不足：现有研究多集中于配电网或电化学储能系统的独立运行，缺乏对两者耦合运行机制的深入研究。

6、(2)电化学安全隐患忽视：电化学储能系统的安全问题往往未得到足够重视，与电网侧储能相比，其安全风险评估和管理策略尚不完善。

7、(3)控制策略简单化：当前的保护控制策略在系统故障时往往采取直接切除线路或将储能进行立即脱网的措施，影响了系统的供电连续性与运行经济性。

8、对于现有技术中存在的电力系统控制效果不佳的问题，目前还没有有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明提供一种配电网与电化学储能的控制方法、装置、设备及介质，用以解决现有技术中存在的电力系统控制效果不佳的缺陷，实现配电网和电化学储能系统的耦合协调控制效果。

2、第一个方面，本发明提供一种配电网与电化学储能的控制方法，包括：

3、构建配电网和储能系统的耦合运行模型，并确定异常电气量的传播路径；所述配电网和所述储能系统构成耦合系统；

4、基于所述异常电气量的传播路径，确定所述储能系统发生故障保护以及所述储能系统中锂电池组热失控的触发条件；

5、根据所述触发条件确定在所述配电网稳定条件下，所述储能系统的安全运行边界；

6、根据所述储能系统的安全运行边界，确定所述耦合系统的协调控制策略。

7、根据本发明提供的一种配电网与电化学储能的控制方法，所述确定异常电气量的传播路径，包括：

8、根据所述耦合运行模型，建立分布参数线相位域；

9、基于所述分布参数线相位域确定所述耦合系统的异常电气量的传播路径。

10、根据本发明提供的一种配电网与电化学储能的控制方法，基于所述异常电气量的传播路径，确定所述储能系统发生故障保护以及所述储能系统中锂电池组热失控的触发条件，包括：

11、根据所述耦合系统的异常电气量的传播路径，确定所述储能系统的锂电池组中单体电池的电池温度；

12、对所述储能系统的锂电池组中单体电池之间的电池温度进行线路耦合，得到所述储能系统的实时温度；

13、根据所述储能系统的实时温度确定所述储能系统中锂电池组热失控的触发条件。

14、根据本发明提供的一种配电网与电化学储能的控制方法，根据所述耦合系统的异常电气量的传播路径，确定所述储能系统的锂电池组中单体电池的电池温度，包括：

15、基于所述耦合系统的异常电气量的传播路径，确定所述储能系统的锂电池组中单体电池在预设时段内的充/放电量以及充/放电过程所产生的焦耳热；

16、基于所述储能系统的锂电池组中单体电池的电池特性参数，确定所述单体电池与环境之间进行的热交换；

17、根据所述单体电池的焦耳热和热交换确定所述单体电池的电池温度。

18、根据本发明提供的一种配电网与电化学储能的控制方法，根据所述触发条件确定在所述配电网稳定条件下，所述储能系统的安全运行边界，包括：

19、构建储能运行保护模型，所述储能运行保护模型用于对所述单体电池的工作条件进行运行区域划分；

20、根据所述触发条件和所述单体电池的运行区域，设定所述储能系统在所述配电网稳定条件下的安全运行边界。

21、根据本发明提供的一种配电网与电化学储能的控制方法，根据所述储能系统的安全运行边界，确定所述耦合系统的协调控制策略，包括：

22、根据所述储能系统的安全运行边界，确定所述耦合系统运行风险状态的评价指标；

23、基于所述储能系统的安全运行边界和所述耦合系统运行风险状态的评价指标，设定所述耦合系统的协调控制策略。

24、根据本发明提供的一种配电网与电化学储能的控制方法，根据所述储能系统的安全运行边界，确定所述耦合系统运行风险状态的评价指标，包括：

25、根据所述储能系统的安全运行边界，确定所述单体电池不同运行参数的指标权重，制定所述耦合系统运行风险状态的评价指标；

26、所述评价指标包括不同的风险区间以及对应风险区间的控制措施。

27、第二个方面，本发明还提供一种配电网与电化学储能的控制装置，包括：

28、模型构建模块，用于构建配电网和储能系统的耦合运行模型，并确定异常电气量的传播路径；所述配电网和所述储能系统构成耦合系统；

29、数据处理模块，用于基于所述异常电气量的传播路径，确定所述储能系统发生故障保护以及所述储能系统中锂电池组热失控的触发条件；

30、边界确定模块，用于根据所述触发条件确定在所述配电网稳定条件下，所述储能系统的安全运行边界；

31、策略制定模块，用于根据所述储能系统的安全运行边界，确定所述耦合系统的协调控制策略。

32、第三个方面，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第一个方面所述的配电网与电化学储能的控制方法。

33、第四个方面，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如上述第一个方面所述的配电网与电化学储能的控制方法。

34、第五个方面，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第一个方面所述的配电网与电化学储能的控制方法。

35、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

36、本发明提供的配电网与电化学储能的控制方法，通过构建配电网和储能系统的耦合运行模型，并基于耦合运行模型，确定异常电气量的传播路径。然后，根据异常电气量的传播路径，确定储能系统发生故障保护和锂电池组发生热失控的触发条件，确定在配电网稳定工作的情况下，储能系统的安全运行边界。在安全运行边界以内，不仅储能系统能够安全稳定运行，配电网也能安全稳定运行，兼顾了配电网和储能系统的运行安全性。最后，再根据安全运行边界，确定对耦合系统进行参数调整的协调控制策略。按照该协调控制策略执行电力系统的控制，能够实现对配电网和储能系统的耦合协调控制，减少配电网线路断路与储能系统频繁脱网所造成的损失，解决了现有技术中存在的电力系统控制效果不佳的问题。