[發明專利]需求側光儲一體化微電網系統

在審

• 申請號: 201710041102.1
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106961116A
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 牛曙斌;陳卜云;毛知新;張輝;周玉
• 申請（專利權）人: 無錫協鑫分布式能源開發有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 胡吉科

1.一種需求側光儲一體化微網系統，包括基礎設備層，為系統的電源及負荷，電源包括大電網供電變壓器及線路、光伏陣列及其DC/AC變換器、儲能電池等，負荷主要是用戶的電負荷，以及用于采集電源和負荷功率的電表、控制開關等；中心控制層，是系統穩定可靠運行的中心系統，主要包括儲能系統的PCS系統、交換機、能量管理和調度系統等，為保證系統的遠程監視和決策分析，用電管理層，包括用電可視化和決策分析等，在能源中心或用戶端可隨時監視微電網的運行；其特征為：

中心控制層為光儲一體化系統的控制系統，主要包括功率預測模塊、經濟優化計算及能效管理模塊和控制模塊。

2.如權利要求1所述的一種需求側光儲一體化微網系統，其特征為：功率預測模塊包括負荷預測模塊和光伏出力預測模塊，其中負荷預測模塊是根據日前負荷曲線和當日氣候及其他因素來預測當日的負荷及負荷變化趨勢；光伏出力預測模塊是根據光伏的設計容量、當地日照及當日的氣候來預測當日光伏的出力；

控制模塊，是根據需要對系統進行的模式切換操作，在系統全黑時，進入黑啟動模式，儲能系統首先啟動為系統提供穩定的電壓和頻率，然后逐步投入光伏和負荷，保證重要負荷的供電，在大電網故障或停電時，由并網模式切換到孤島運行模式，由光伏和儲能來為系統負荷供電，在電網恢復正常時，由孤島模式切換到并網模式；

經濟優化計算及能效管理模塊是軟件系統的核心模塊，根據系統用戶的負荷曲線和峰谷分時電價的特點，合理分配光伏出力的使用和對儲能蓄電池的充電時段，以及按最經濟的計算模型計算儲能蓄電池的充放電時間、充放電流強度和充放深度，有效利用“削峰填谷”使需求側用戶用電最經濟，保證系統按最經濟、能效最高的方式運行。

3.如權利要求2所述的一種需求側光儲一體化微網系統，其特征為：負荷預測模塊是以日前每小時的負荷記錄為基礎，區分基礎負荷，工作負荷等、氣候敏感性負荷，冬天加熱、夏天制冷，和可能有的隨機性負荷，重大活動等，對歷史記錄中的各種負荷做線性回歸分析得到歷史負荷變化的趨勢，在歷史數據的基礎上根據當天的氣候變化對負荷的影響修正，考慮工作日和節假日的負荷變化以及重大活動可能引起的負荷變化。由于園區基礎負荷相對穩定，主要考慮氣候敏感性負荷和隨機負荷。負荷預測可為儲能出力提供控制決策依據。根據負荷曲線來決策儲能的充放電時間。

光伏出力預測模塊，由于光伏發電是間歇性能源，受太陽輻射強度、環境溫度等影響，其輸出功率具有不確定性，不利于電網調度人員安排常規電源與其協調調度，因此需要對光伏發電出力進行預測，獲得其輸出功率發展曲線，以利于協調調度，提高系統運行的安全性和穩定性，先根據不同的氣候類型(如晴天、陰天、雨天等)對發電功率進行分類統計，并計算出氣候類型平均發電功率與氣候類型之間的倍率關系，然后根據當天的氣候類型和預測日前對應時刻的發電功率進行光伏發電出力進行預測。

4.如權利要求3所述的一種需求側光儲一體化微網系統，其特征為：

當光伏出力大于負荷時，電價高峰時段，光伏給負荷供電，且多余的光伏為儲能電池充電；若儲能電池已充滿，多余光伏上網；電價低谷時段，儲能電池未充滿，多余光伏和主網共同為儲能電池充電；若儲能電池已充滿，多余光伏上網；電價平時段，儲能電池無充放，多余光伏上網；

當光伏出力小于負荷時，電價高峰時段，儲能電池SOC高于M，光伏、儲能電池和主網共同對負荷供電；儲能電池不高于M，光伏和主網共同對負荷供電；電價低谷時段，儲能電池未充滿，除光伏和主網共同對負荷供電外，主網對儲能電池充電；電價低谷時段，儲能電池已充滿，光伏和主網共同對負荷供電；電價平時段，儲能電池無充放，光伏和主網共同對負荷供電。

5.如權利要求4所述的一種需求側光儲一體化微網系統，其特征為：綜合分析光伏出力特性、負荷特性、儲能系統特性和分時電價，可得光伏微網內儲能系統典型日內充放電策略為：

1)夜間電價的低谷時段，從電網購電對儲能電池的功率缺額進行彌補；

2)上午電價的平時或高峰時段，儲能電池對負荷供電；

3)午間光伏出力大于負荷時段，將光伏對負荷供電的剩余電能對儲能電池充電。若儲能充滿，多余光伏上網；

4)夜間電價的高峰時段，儲能電池對負荷供電，至儲能電池荷電狀態下降至初始值，放電停止。