[發明專利]基于需求側響應的光伏-電池微電網混合能量調度管理方法

有效

• 申請號: 201811056883.2
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109066750B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 王磊;王康康;蔡明;陳柳;嚴晉躍
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J7/35;H02J3/38
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 吳彬

本發明公開了一種基于需求側響應的光伏?電池微電網混合能量調度管理方法，包括：1)設計光伏發電系統的光伏電流等效電路模型；2)建立光伏發電系統最大功輸出率模型；……；5)建立光伏?電池微電網系統的總經濟收益模型；6)建立光伏?電池微電網系統最高經濟收益NPV和最高自給率SSR的模型；7)建立如下能量調度管理策略，控制光伏?電池微電網系統中由鋰電池組成的蓄能電池單元在以下狀態之間切換。本發明充分考慮了用戶負載和光伏電力源的季節性特征，將光伏?電池微電網的能量調度管理策略采用兩種策略混合的方式，充分發揮儲能系統的作用，實現兩種策略實時無縫切換，達到提高其經濟效益的同時，兼顧了系統的可靠性和環保性。

技術領域

本發明涉及微電網能量調度管理方法，尤其涉及一種基于需求側響應的混合能量調度管理方法。

背景技術

分布式微電網系統的工程化普及應用本身雖然能夠很大程度緩解環境和能源危機，但隨著其在電網系統中的滲透率逐漸提高，對電網造成的不良影響也愈加明顯。由于分布式電力源(風力發電、光伏發電等)受外部(風速、光照、溫度等)影響較大，其供電功率存在很大的波動，并網之后無疑影響了電網供電可靠性，增加了電能調度管理的復雜度。為了降低微電網系統的不良因素，在微電網系統中加入儲能系統成為解決該問題的主要方法，并得到廣泛應用。但由于儲能系統的高成本特點，同時也帶來了微電網系統的經濟性問題，儲能容量的大小是影響儲能系統單元經濟性的主要參數，因此在設計微電網能量調度管理方案時，儲能容量優化配置成為不得不面臨的問題。

在設計微電網能量調度管理方法時，更多是以微電網滲透率(保證分布式電源最大功率輸出)和用戶失電率(供電可靠性)為主要優化對象和研究內容。但微電網的工程化普及應用，針對社區住宅微電網系統，其微電網供電可靠性得到保證的情況下，其經濟性因素是影響商業化和進一步普及的主要因素，因此應當充分考慮影響微電網的經濟運行的外部市場環境和自然環境。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種基于需求側響應的光伏-電池微電網混合能量調度管理方法，以解決光伏-電池微電網系統中電池儲能容量優化配置問題，并實現在充分考慮影響微電網經濟運行的內外部因素、以及保證供電可靠性和環保性的基礎上，提高微電網的經濟效益。

本發明基于需求側響應的光伏-電池微電網混合能量調度管理方法，包括以下步驟：

1)設計光伏系統的光伏電流等效電路模型如下：

式中：I_PH為光伏電流，單位為A；I₀為二極管模型反向飽和電流，單位為A；a為理想參數因子；R_sh為分流電阻，單位為Ω；R_s為串聯電阻，單位為Ω；I_PV為模擬光伏系統供電電流，V_PV為模擬光伏系統供電電壓；

2)建立光伏系統最大功率輸出模型如下：

P_PV,mpp＝max(V_PV,I_PV) (2)

3)光伏系統的蓄能電池單元采用鋰離子電池，在考慮鋰離子電池的荷電狀態下，建立電池的電壓與電流之間的方程關系如下：

式中：V為鋰離子電池的電壓，單位為V；E₀為鋰離子電池的開路電壓，單位為V；K為偏振常數，單位為V/Ah；Q為鋰離子電池的容量；∫it為累計充電電量；A為指數區域振幅，單位為V；i為鋰離子電池的電流；i^*為過濾電流；R為內部電阻；B為指數區時間常數的倒數；

4)用標準充放電次數測算鋰離子電池的壽命，鋰離子電池充放電次數與充放電深度之間的關系如下：