[發明專利]一種適用于微網的多類型儲能多級控制方法

有效

• 申請號: 201710269802.6
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106972516B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 田春箏;高超;唐西勝;劉巍;李錳;付科源;孫玉樹;李秋燕;王利利;郭勇;李鵬;孫義豪;全少理;郭新志
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河南省電力公司經濟技術研究院;中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32
• 代理公司: 41132 鄭州知己知識產權代理有限公司
• 代理人: 季發軍

一種適用于微網的多類型儲能多級控制方法，包括波動平抑策略、能量/功率分配策略和經濟運行策略；首先采用波動平抑策略對微網原始功率進行平滑，獲取微網并網功率和儲能總載荷曲線；然后在一階濾波算法的基礎上使用基于功率型儲能荷電狀態的儲能充放電分配策略，實現能量型儲能和功率型儲能之間的功率分配；繼而利用基于全壽命周期成本的經濟運行策略實現功率型儲能內部的功率分配(即超級電容器和飛輪儲能的功率分配)，同時利用基于度電成本的經濟運行策略實現能量型儲能內部的功率分配(即鋰電池和液流電池的功率分配)。

技術領域

本發明涉及一種微網儲能多級控制方法。

背景技術

由于風光等可再生能源發電的隨機性和間歇性，以及負荷波動的不規律性，使得微網的非計劃功率變化較大，這給系統的可靠運行帶來了很大挑戰。而應用儲能系統進行微網功率波動的平抑，可以提高系統運行的安全性和穩定性，從而提高電網對可再生能源的消納。

微網中微源和負荷的波動往往具有多個不同的時間尺度，長時間尺度的波動可以持續數小時或數天，而短時間尺度的波動只有幾分鐘，甚至幾秒鐘。因此，單一的儲能技術難以同時滿足容量和響應速度的要求，需要采用多種性能互補的復合儲能平抑微網功率波動。

當前的研究主要側重于一種功率型儲能和一種能量型儲能組成的多類型儲能，而很少涉及到多種能量型儲能及其分配策略。而在實際工程當中，多種能量型儲能的聯合應用也已出現，在這種復雜的多類型儲能系統中，如何協調功率型與能量型，以及多種能量型儲能之間的運行，是一個重要課題。因此，需要研究含多種能量型儲能和功率型儲能的多類型儲能系統平抑微網功率波動的控制問題。

中國專利201410391305公開了一種混合儲能平抑風電功率波動系統及其協調控制方法，分析風電實際發出的功率和期望功率之間的差額，確定風電平抑所需的有功功率，利用低通濾波方法和模糊控制方法進行有功功率分配，實現蓄電池儲能和超級電容器儲能的協調控制，但是該專利主要考慮了蓄電池儲能和超級電容器儲能之間的功率分配，沒有考慮不同類型能量型儲能內部的功率分配。丁明，林根德，陳自年，等在《中國電機工程學報》2012.32(7):1-6中發表的《一種適用于混合儲能系統的控制策略》提出了混合儲能運行控制策略，采用時間常數隨儲能系統荷電狀態變化的低通濾波算法確定目標功率值；根據蓄電池和超級電容的荷電狀態，采用模糊控制理論將超出目標值的功率偏差在兩種儲能介質之間進行分配；當超級電容電量充足時，由其獨立補償功率偏差值，以減少蓄電池的充放電次數。但是該文章中提出的控制方法同樣沒有考慮功率型儲能和能量型儲能內部的功率分配措施。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺點，解決微網中可再生能源發電和負荷功率在不同時間尺度上存在的不同波動特性問題，提出一種適用于微網的多類型儲能多級控制方法，以實現功率型儲能和能量型電池儲能的載荷分配。

本發明通過以下技術方案實現：

本發明控制方法包括波動平抑策略、能量/功率分配策略和經濟運行策略等三級控制方法，具體為：首先采用波動平抑策略對微網原始功率進行平滑，獲取微網并網功率和儲能總載荷曲線；然后在一階濾波算法的基礎上使用基于功率型儲能荷電狀態的儲能充放電分配策略，實現能量型儲能和功率型儲能之間的功率分配；繼而利用基于全壽命周期成本的經濟運行策略實現功率型儲能內部的功率分配，即超級電容器和飛輪儲能的功率分配，同時利用基于度電成本的經濟運行策略實現能量型儲能內部的功率分配，即鋰電池和液流電池的功率分配。

本發明的具體步驟如下：

1、采用模型預測控制算法的波動平抑策略對微網原始功率進行平滑，獲取微網并網功率和儲能總載荷曲線；

所述的波動平抑策略采用模型預測控制算法，該算法具有較強的應對擾動和不確定性能力，適用于微網功率波動；

所述的模型預測控制算法的核心思想是滾動時域優化策略，滾動時域優化策略包括以下步驟：