本發(fā)明屬于儲能，具體涉及一種電池儲能系統(tǒng)的運行模式切換方法、系統(tǒng)、設備及介質(zhì)。

背景技術：

1、隨著可再生能源的快速發(fā)展和智能電網(wǎng)的推進，電池儲能系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，其并網(wǎng)與離網(wǎng)運行模式的切換問題日益凸顯。特別是在電池儲能系統(tǒng)并入電網(wǎng)或從電網(wǎng)中切離時，如何確保其與電網(wǎng)的同步性，避免產(chǎn)生沖擊電流和功率波動，成為了一個亟待解決的技術難題。

2、現(xiàn)有的電池儲能系統(tǒng)運行模式切換方法主要依賴于簡單的控制策略和固定的參數(shù)設置，這些方法在面對電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)動態(tài)變化時往往難以達到理想的同步效果。具體來說，現(xiàn)有方法存在以下幾個方面的不足：

3、1、缺乏實時性：現(xiàn)有方法往往無法實時獲取電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù)，導致在模式切換時無法準確預測和應對電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)的變化；

4、2、模型不準確：現(xiàn)有方法可能采用簡化的電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)模型，這些模型往往無法準確反映實際系統(tǒng)的動態(tài)行為，從而影響同步控制的精度和效果；

5、3、優(yōu)化不足：現(xiàn)有方法在模式切換時往往缺乏優(yōu)化計算，無法根據(jù)電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)的實時狀態(tài)進行最優(yōu)的控制策略調(diào)整；

6、4、同步性差：由于上述原因，現(xiàn)有方法在電池儲能系統(tǒng)并網(wǎng)與離網(wǎng)時往往難以實現(xiàn)與電網(wǎng)的精確同步，容易產(chǎn)生沖擊電流和功率波動，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性和儲能系統(tǒng)的安全性。

7、鑒于此，本領域需要一種電池儲能系統(tǒng)的運行模式切換方法及系統(tǒng)來解決上述問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種電池儲能系統(tǒng)的運行模式切換方法、系統(tǒng)、設備及介質(zhì)，解決了現(xiàn)有的電池儲能系統(tǒng)在并、離網(wǎng)切換時難以與電網(wǎng)保持同步性的技術問題。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

3、本發(fā)明提供的一種電池儲能系統(tǒng)的運行模式切換方法，包括以下步驟：

4、s1：實時獲取電網(wǎng)數(shù)據(jù)和電池儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)；

5、s2：根據(jù)同步發(fā)電機模型、傳輸線模型和負載模型構(gòu)建電網(wǎng)動態(tài)行為模型，通過實時獲取的電網(wǎng)數(shù)據(jù)確定所述電網(wǎng)動態(tài)行為模型的參數(shù)；

6、s3：根據(jù)電池模型、逆變器模型和濾波器模型構(gòu)建電池儲能系統(tǒng)動態(tài)行為模型，通過實時獲取的電池儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)確定所述電池儲能系統(tǒng)動態(tài)行為模型的參數(shù)；

7、s4：結(jié)合所述電網(wǎng)動態(tài)行為模型和所述電池儲能系統(tǒng)動態(tài)行為模型構(gòu)建預測模型，所述預測模型用于預測未來預設時間內(nèi)的電網(wǎng)狀態(tài)和電池儲能系統(tǒng)的輸出狀態(tài)；

8、s5：構(gòu)建目標函數(shù)，根據(jù)所述預測模型和所述目標函數(shù)對未來預設時間內(nèi)的電網(wǎng)狀態(tài)和電池儲能系統(tǒng)的輸出狀態(tài)進行預測和優(yōu)化計算；

9、s6：當電池儲能系統(tǒng)在并網(wǎng)運行模式和離網(wǎng)運行模式之間切換時，根據(jù)所述預測和優(yōu)化計算的結(jié)果控制電池儲能系統(tǒng)運行，以使電池儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)同步。

10、優(yōu)選地，s2中，構(gòu)建電網(wǎng)動態(tài)行為模型的表達式為：

11、

12、

13、

14、

15、

16、其中，為發(fā)電機的相位角，為發(fā)電機的角速度，為同步角速度，為發(fā)電機的暫態(tài)電動勢，為時間常數(shù)，為發(fā)電機的最大電動勢，為發(fā)電機的直軸同步電抗，為發(fā)電機的直軸電流，為發(fā)電機的直軸電流時間常數(shù)，為發(fā)電機的端電壓，為發(fā)電機的定子電阻，為節(jié)點的電壓，為節(jié)點的等效電容，為電網(wǎng)中的節(jié)點數(shù)量，為從節(jié)點傳輸?shù)焦?jié)點的電壓經(jīng)過導納轉(zhuǎn)換后對節(jié)點的電壓貢獻，為負載阻抗，為負載功率，為線路的電流，為線路的電感，為線路的電阻，和分別為線路的起始節(jié)點和終止節(jié)點的電壓。

17、優(yōu)選地，s2中，通過實時獲取的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)辨識方法確定得到所述電網(wǎng)動態(tài)行為模型的參數(shù)。

18、優(yōu)選地，s3中，所述電池儲能系統(tǒng)動態(tài)行為模型的表達式為：

19、

20、

21、

22、

23、

24、其中，為電池的端電壓，為電池的開路電壓，為電池的內(nèi)部電阻，為電池的電容，為電池的電感，為電池的輸出電流，為逆變器的輸出電壓，為直流母線電壓，為逆變器的調(diào)制角度，為濾波器的電感電流，為濾波器的電容電壓，為濾波器的電感，為濾波器的電容。

25、優(yōu)選地，s3中，通過實時獲取的電池儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)辨識方法確定得到所述電池儲能系統(tǒng)動態(tài)行為模型的參數(shù)。

26、優(yōu)選地，s4中，所述預測模型的表達式為：

27、

28、其中，為預測函數(shù)，、、、和均為模型參數(shù)，為電網(wǎng)的節(jié)點數(shù)量，為線路數(shù)量，為發(fā)電機的相位角，為發(fā)電機的暫態(tài)電動勢，為發(fā)電機的直軸電流，為節(jié)點的電壓，為線路的電流，為電池的端電壓，為電池的輸出電流，為濾波器的電感電流，為濾波器的電容電壓。

29、優(yōu)選地，s5中，所述目標函數(shù)為：

30、

31、其中，為目標函數(shù)，為決策變量，包括電池儲能系統(tǒng)的控制參數(shù)，、、、和均為權重系數(shù)，為電網(wǎng)的節(jié)點數(shù)量，為線路數(shù)量，為發(fā)電機的相位角，為發(fā)電機的角速度，為同步角速度，為發(fā)電機的暫態(tài)電動勢，為時間常數(shù)，為發(fā)電機的最大電動勢，為發(fā)電機的直軸同步電抗，為發(fā)電機的直軸電流，為發(fā)電機的直軸電流時間常數(shù)，為發(fā)電機的端電壓，為發(fā)電機的定子電阻，為節(jié)點的電壓，為節(jié)點的等效電容，為從節(jié)點傳輸?shù)焦?jié)點的電壓經(jīng)過導納轉(zhuǎn)換后對節(jié)點的電壓貢獻，為負載阻抗，為負載功率，為線路的電流，為線路的電感，為線路的電阻，和分別為線路的起始節(jié)點和終止節(jié)點的電壓，為電池的端電壓，為電池的開路電壓，為電池的內(nèi)部電阻，為電池的電容，為電池的電感，為電池的輸出電流，為電池的參考輸出電流，為逆變器的輸出電壓，為逆變器的參考輸出電壓，為直流母線電壓，為逆變器的調(diào)制角度，為濾波器的電感電流，為濾波器的參考電感電流，為濾波器的電容電壓，為濾波器的參考電容電壓，為濾波器的電感，為濾波器的電容。

32、一種電池儲能系統(tǒng)的運行模式切換系統(tǒng)，包括：

33、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于實時獲取電網(wǎng)數(shù)據(jù)和電池儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)；

34、電網(wǎng)動態(tài)行為模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)同步發(fā)電機模型、傳輸線模型和負載模型構(gòu)建電網(wǎng)動態(tài)行為模型，通過實時獲取的電網(wǎng)數(shù)據(jù)確定所述電網(wǎng)動態(tài)行為模型的參數(shù)；

35、電池儲能系統(tǒng)動態(tài)行為模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)電池模型、逆變器模型和濾波器模型構(gòu)建電池儲能系統(tǒng)動態(tài)行為模型，通過實時獲取的電池儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)確定所述電池儲能系統(tǒng)動態(tài)行為模型的參數(shù)；

36、預測模型構(gòu)建模塊，用于結(jié)合所述電網(wǎng)動態(tài)行為模型和所述電池儲能系統(tǒng)動態(tài)行為模型構(gòu)建預測模型，所述預測模型用于預測未來預設時間內(nèi)的電網(wǎng)狀態(tài)和電池儲能系統(tǒng)的輸出狀態(tài)；

37、目標函數(shù)構(gòu)建及計算模塊，用于構(gòu)建目標函數(shù)，根據(jù)所述預測模型和所述目標函數(shù)對未來預設時間內(nèi)的電網(wǎng)狀態(tài)和電池儲能系統(tǒng)的輸出狀態(tài)進行預測和優(yōu)化計算；

38、控制模塊，用于當電池儲能系統(tǒng)在并網(wǎng)運行模式和離網(wǎng)運行模式之間切換時，根據(jù)所述預測和優(yōu)化計算的結(jié)果控制電池儲能系統(tǒng)運行，以使電池儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)同步。

39、一種計算機設備，包括：

40、處理器，適用于執(zhí)行計算機程序；

41、計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)中存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時，執(zhí)行所述的方法。

42、一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的方法。

43、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

44、本發(fā)明提供的一種電池儲能系統(tǒng)的運行模式切換方法，通過實時獲取電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù)，并構(gòu)建準確的動態(tài)行為模型，利用動態(tài)行為模型預測電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)未來的行為，這樣儲能系統(tǒng)并網(wǎng)離網(wǎng)切換時由于兩者未匹配在最佳狀態(tài)會出現(xiàn)波動，本發(fā)明通過兩個行為模型預測未來電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并通過優(yōu)化算法計算出儲能系統(tǒng)的最佳狀態(tài)，這個狀態(tài)能夠與電網(wǎng)的運行高度匹配，這樣并網(wǎng)離網(wǎng)切換時候不會出現(xiàn)大的波動，實現(xiàn)電池儲能系統(tǒng)在并網(wǎng)與離網(wǎng)時與電網(wǎng)的同步精度，這有助于減少沖擊電流和功率波動，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，再通過預測和優(yōu)化計算，能夠在電池儲能系統(tǒng)切換運行模式時，提前調(diào)整儲能系統(tǒng)的輸出，以使其與電網(wǎng)狀態(tài)相匹配。這有助于減少系統(tǒng)切換時對電網(wǎng)的沖擊，增強整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性；相較于現(xiàn)有方法在面對電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)動態(tài)變化時，響應速度較慢；本發(fā)明通過實時數(shù)據(jù)獲取和模型預測，能夠迅速響應電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)的變化，提高系統(tǒng)的響應速度和控制效果；同時，本發(fā)明通過構(gòu)建目標函數(shù)并進行優(yōu)化計算，能夠在滿足電網(wǎng)需求的同時，優(yōu)化電池儲能系統(tǒng)的運行狀態(tài)。這有助于延長儲能系統(tǒng)的使用壽命，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可靠性。

45、綜上，本發(fā)明的方法不僅適用于特定的電池儲能系統(tǒng)和電網(wǎng)環(huán)境，還具有較強的適應性，當電網(wǎng)條件或儲能系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時，本發(fā)明仍能保持較好的同步性能和穩(wěn)定性。