[發明專利]平滑微網聯絡線功率波動的儲能系統容量優化方法

有效

• 申請號: 201110193048.5
• 申請日: 2011-07-11
• 公開（公告）號: CN102244390A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 王成山;于波;郭力;肖峻
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種微網內儲能系統容量規劃、設計及優化的方法，特別是涉及一種基于聯絡線功率控制目標與凈負荷(負荷減去可再生能源功率輸出)輸出之和頻譜分析結果的平滑微網聯絡線功率波動的儲能系統容量優化方法。

背景技術

以風力、光伏發電為代表的可再生能源具有間歇性、隨機性及不確定性等特點。隨著可再生能源滲透率不斷增加，它們給電網的安全可靠運行帶來了越來越多的挑戰。微網將可再生能源供電系統、負荷、可控電源、儲能系統等組合在一起，通過有限個公共聯絡點(通常為1個)與電網相連，為高滲透率可再生能源并網提供了有效的技術途徑。儲能系統憑借其可充可放的運行特性，能有效克服微網內可再生能源發電系統的波動性，提高微網對電網的“友好”程度。

微網內部電源按是否可控，可分為不可控電源和可控電源；前者以風力、光伏發電等為代表，后者以微型燃氣輪機(MT)、柴油發電機、燃料電池等為代表。儲能系統配合微網內部電源，可將微網與外部電網聯絡線功率控制在恒定值附近，以抵消高可再生能源滲透率對電網的不利影響。目前可再生能源滲透率微網聯絡線功率控制場景下的儲能系統容量優化方法所考慮的因素不全面，所以相關儲能系統容量的確定方法還不夠深入，沒有達到實用化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠有效給出滿足聯絡線功率控制目標、微網內部電源、儲能系統運行約束下的儲能系統優化容量方案，實用、簡單、快速且易于實現的平滑微網聯絡線功率波動的儲能系統容量優化方法。

本發明所采用的技術方案是：一種平滑微網聯絡線功率波動的儲能系統容量優化方法，包括有如下步驟：

1)確定合理的可再生能源輸出功率及負荷樣本數據，其中，可再生能源功率輸出及負荷樣本采樣周期取大于等于1分鐘，小于等于1小時的一個數值，所述的可再生能源功率輸出及負荷樣本數據包括采樣周期或采樣頻率、采樣起止時間、采樣長度；

2)根據可再生能源輸出功率及負荷樣本數據，利用仿真法確定儲能系統功率；

3)根據儲能系統所需功率輸出，利用仿真法獲確定容量及初始SOC狀態。

2.根據權利要求1所述的平滑微網聯絡線功率波動的儲能系統容量優化方法，其特征在于，所述的利用仿真法確定儲能系統功率，包括如下步驟：

(1)確定微網所需可控功率輸出P_ned，并對其進行離散傅里葉變換；

(2)基于微網所需可控功率輸出P_ned的頻譜分析結果，確定滿足微網聯絡線功率控制目標P_TL約束的可控電源所需補償的頻域范圍及該可控電源所需補償頻域范圍對應的時域功率輸出；

(3)根據可控電源功率輸出的理想值，在考慮儲能系統充放電效率因素的影響下，確定能夠保證儲能系統連續穩定運行的儲能系統功率輸出，進而確定儲能系統所需最大充放電功率，亦即其額定功率。

3.根據權利要求2所述的平滑微網聯絡線功率波動的儲能系統容量優化方法，其特征在于，所述的確定微網所需可控功率輸出P_ned，并對其進行離散傅里葉變換，具體是：

設定微網由間歇式可再生能源、可控電源、儲能系統及負荷構成，相應輸出分別由列向量P_gr、P_gc、P_ES0和P_L表示，為滿足微網聯絡線功率控制目標P_TL需求，有如下功率約束：

P_gr-P_L+P_ES0+P_gc＝P_TL

P_gr[n]-P_L[n]+P_ES0[n]+P_gc[n]＝P_TL[n]????(1)

n∈{1，...，N_s}