本发明涉及电化学储能系统领域，尤其是涉及小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法。
背景技术：
1、风电、光伏发电等新能源发电技术快速发展，而储能系统是解决新能源发电不稳定，增强供电系统稳定性、灵活性的重要方法。随着市场需求与技术发展，储能系统向高系统功率方向发展。在储能系统中，通常会将多个单体电池大规模串并联起来，以满足大功率输出的需求。然而，一方面，每个串联的单体电池组在并联后，会因为特性的差别及变化在内部形成环流，造成能量损失与系统效率降低。另一方面，若成千上万个单体电池中的某一个发生故障，则不仅需要全系统停运检修，而且寻找到相同状态的单体电池替换的难度很大。鉴于采用单体电池大规模串并联来扩充输出功率能力的方法的局限性，大规模的储能系统采用小颗粒度的功率变换装置来直接与小容量储能电池组连接是行之有效的解决方案，即在公共直流母线侧或是公共交流母线侧进行功率汇流以最终实现大功率并网。于是可以实现各种不同新旧程度、不同容量、不同规格特性，甚至是有较大压差的电池组之间的混搭，来构建一个大型储能系统。
2、而小颗粒度多储能单元的架构面临的技术挑战之一就是如何让给定数量的储能电池组及其功率变换器在尽可能长的时间内维持尽可能大的整体瞬时功率输出能力，从而发挥出储能系统的快速调峰能力。于是就要按照各储能电池组的储能量来调度各个小颗粒度储能单元的输出功率，把各储能单元的并发输出时间变得一致。但是这又会造成内阻较大，储能容量大的储能单元，分配到更多的功率，造成该储能单元的损耗过大，整体储能系统的效率降低。因此，要兼顾以上两方面的矛盾，就需要构建出多目标优化的调度策略，优化小颗粒度多储能单元的系统功率分配。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法。
2、为了实现上述目的，本发明提供了小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法，所述方法包括如下步骤：构建由多个小颗粒度的储能单元组成的储能系统；根据所述储能单元的电池信息计算所述储能单元的实时输出功率输出能力的全局功率输出比例，并作为多目标粒子群优化方法的迭代初始值；将所述储能单元的实时功率输出指令的全局比例作为多目标粒子群优化方法中的粒子，基于所述迭代初始值使用多目标粒子群优化方法来获取所述储能单元的最佳功率全局比例组合；根据所述最佳功率全局比例组合调节所述储能系统的功率分配。本发明不仅保证了储能系统的高效率，也保证了储能系统的瞬时功率输出能力可以尽可能长时间地保持高水平。
3、可选地，所述构建由多个小颗粒度的储能单元组成的储能系统可以通过方案一来实现，所述方案一包括如下步骤：
4、将dc/dc变换器与小容量储能电池组连接形成第一种小颗粒度的储能单元；
5、在直流母线侧对各个所述第一种小颗粒度的储能单元进行汇流后，再通过一个大型ac/dc变换器进行并网。
6、可选地，所述构建由多个小颗粒度的储能单元组成的储能系统还可以通过方案二来实现，所述方案二包括如下步骤：
7、采用小功率的ac/dc变换器与小容量储能电池组连接形成第二种小颗粒度的储能单元；
8、在交流母线侧对各个所述第二种小颗粒度的储能单元进行汇流后进行并网。
9、可选地，所述将所述储能单元的实时功率输出指令的全局比例作为多目标粒子群优化方法中的粒子，基于所述迭代初始值使用多目标粒子群优化方法来获取各个所述储能单元的最佳功率指令包括如下步骤：
10、将所述全局比例作为多目标粒子群优化方法中的粒子，并基于所述迭代初始值来初始化粒子群；
11、开始迭代时，计算多储能单元并发时长一致性目标函数和储能系统高效率目标函数，并基于计算结果更新粒子速度和位置，进而更新当前迭代步的粒子；
12、在同时满足储能单元功率能力约束条件和迭代终止条件时终止迭代并输出pareto解集，进而根据目标函数权重得到所述最佳功率全局比例组合并输出。
13、可选地，所述多储能单元并发时长一致性目标函数满足如下关系：
14、
15、其中，dt表示所述多储能单元并发时长一致性目标函数，ti为第i个所述储能单元的剩余可供电持续时间比例，为所有所述储能单元的剩余可供电持续时间比例的平均值，n为所述储能单元的总数。
16、可选地，所述剩余可供电持续时间比例满足如下关系：
17、
18、其中，ti为第i个所述储能单元的剩余可供电持续时间比例，cδi为第i个所述储能单元的剩余储能量，ki为第i个所述储能单元的实时输出功率指令值的全局比例。
19、可选地，所述剩余可供电持续时间比例的平均值满足如下关系：
20、
21、其中，为所有所述储能单元的剩余可供电持续时间比例的平均值，ti为第i个所述储能单元的剩余可供电持续时间比例，n为所述储能单元总数。
22、可选地，所述储能系统高效率目标函数满足如下关系：
23、
24、其中，pr表示所述储能系统高效率目标函数，ii为流经第i个所述储能单元的电流比例，ri为第i个所述储能单元的电池内阻，n为所述储能单元的总数。
25、可选地，流经所述储能单元的电流比例满足如下关系：
26、
27、其中，ii为流经第i个所述储能单元的电流比例，ki为第i个所述储能单元的实时输出功率指令值的全局比例，f(·)为所述储能单元的输出电压关于剩余储能量状态的函数，soci为第i个所述储能单元的剩余储能量状态。
28、可选地，所述储能单元功率能力约束条件满足如下关系：
29、ki·p∑≤pimax
30、其中，ki为第i个所述储能单元分配得到的功率全局比例，p∑为全部所述储能单元分配得到的输出功率总和，pimax为第i个所述储能单元能够承载的最大输出功率。
31、综上所述，本发明在构建由多个小颗粒度的储能单元组成的储能系统的基础上，基于多目标粒子群优化方法，使用多储能单元并发时长一致性目标函数来按各储能单元容量的比例关系来动态分配储能系统调峰功率，调度各个储能单元的输出功率，使各个储能单元的续航时间变得尽可能一致；使用储能系统高效率目标函数来保证储能单元整体的效率最高，储能单元内阻消耗的功率比例在满足输出功率的条件下最小；使用储能单元功率能力约束条件对储能单元分配得到的功率进行约束，保证各储能单元的分配的功率在可承载的功率能力内，避免储能单元电池组过热造成的供电的不可持续性。因此，本发明在保证了储能系统具有高效率的同时，也保证了储能系统瞬时功率输出能力可以尽可能长时间地保持高水平。
32、本发明在将双向充电桩复用为应急电源的全新场景下，基于多目标粒子群优化方法，通过建立全局功率输出比例偏差目标函数来调整双向充电桩车桩单元的实时功率输出指令值的全局比例，使其向双向充电桩车桩单元的实时输出功率输出能力的全局功率输出比例靠近，通过构建供电时长一致性目标函数使各个双向充电桩车桩单元的应急供电持续时间相近，使用储能单元功率能力约束条件保证各双向充电桩车桩单元的分配的功率在可承载的功率能力内，使用操作时间间隔修正量约束条件限定电动汽车的退出与接入操作时间，最后得到各双向充电桩车桩单元的实时功率输出指令的最佳全局比例，实现了对各双向充电桩车桩单元阻尼系数的动态调节，并能按照各双向充电桩车桩单元储能量的整体比例关系来动态分配应急供电负荷和调度各个双向充电桩车桩单元的输出功率，使各双向充电桩车桩单元的并发时间和电池组发热情况尽可能一致，避免某个双向充电桩车桩单元的电池组过热而退出构网系统，保证应急供电的稳定性的稳定性和持续性。
1.小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法，其特征在于，所述构建由多个小颗粒度的储能单元组成的储能系统可以通过方案一来实现，所述方案一包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法，其特征在于，所述构建由多个小颗粒度的储能单元组成的储能系统还可以通过方案二来实现，所述方案二包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法，其特征在于，所述将所述储能单元的实时功率输出指令的全局比例作为多目标粒子群优化方法中的粒子，基于所述迭代初始值使用多目标粒子群优化方法来获取各个所述储能单元的最佳功率指令包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法，其特征在于，所述多储能单元并发时长一致性目标函数满足如下关系：
6.根据权利要求5所述的小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法，其特征在于，所述剩余可供电持续时间比例满足如下关系：
7.根据权利要求5所述的小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法，其特征在于，所述剩余可供电持续时间比例的平均值满足如下关系：
8.根据权利要求4所述的小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法，其特征在于，所述储能系统高效率目标函数满足如下关系：
9.根据权利要求8所述的小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法，其特征在于，流经所述储能单元的电流比例满足如下关系：
10.根据权利要求4所述的小颗粒度多储能单元的系统优化功率分配方法，其特征在于，所述储能单元功率能力约束条件满足如下关系：
