[發(fā)明專利]一種能量管理方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109494789A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳良亮;張衛(wèi)國;湯延祺;江冰;劉永相;仇新宇;許慶強;肖宇華;鄭紅娟;牛榮義;賀一之;沈宏偉;陳嘉棟;孫季澤;邵軍軍;李化
• 申請（專利權(quán)）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國網(wǎng)電動汽車服務(wù)有限公司;南瑞集團有限公司;國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;張賞

本發(fā)明涉及一種能量管理方法及系統(tǒng)，具體為，將儲能裝置通過雙有源橋變換器DAB并聯(lián)在直流母線兩端，在boost電路與DAB電路并聯(lián)的直流微網(wǎng)上，采用下垂控制來維持直流母線電壓穩(wěn)定，并將下垂控制與集中控制相結(jié)合，當(dāng)功率缺額過大時，由集中控制器根據(jù)下垂曲線偏差計算出所差的功率，再由儲能進行補償這部分功率缺額，從而使電壓恢復(fù)穩(wěn)定。本發(fā)明使用下垂控制來維持直流母線電壓穩(wěn)定，不僅可以實現(xiàn)分布式控制，減少對于通信線路的要求，分布式電源還可以根據(jù)母線電壓的變化自主增發(fā)或減少出力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能量管理方法及系統(tǒng)，屬于微電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制及能量管理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著各種新能源的不斷滲透以及對于發(fā)電領(lǐng)域的環(huán)保要求，對于微電網(wǎng)的研究正如火如荼。微電網(wǎng)可以說是一個小型的復(fù)雜獨立電力系統(tǒng)，在某一個時間尺度下，可以脫離大電網(wǎng)孤島運行；在必要時，也可以并網(wǎng)運行，對大電網(wǎng)形成一定的支撐作用。因此，對于微電網(wǎng)的研究很有現(xiàn)實意義，不僅可以解決分布式能源出力間隙不穩(wěn)定的缺點，也可以進一步提升電網(wǎng)穩(wěn)定性。微電網(wǎng)中有著各種電力電子變換器，各種分布式新能源，以及儲能，負(fù)載等等，所以對于微電網(wǎng)的全局協(xié)調(diào)控制是相對復(fù)雜的，主要包括以下幾個方面：1.一般需要一個出力源來穩(wěn)定直流母線電壓，若直接由儲能來穩(wěn)定直流母線電壓，則儲能要一直與母線進行能量交換，這勢必造成更大的損耗，且對儲能的有效壽命造成影響；若由分布式電源穩(wěn)定直流母線電壓，一般分布式電源工作在最大功率輸出狀態(tài)，若進入穩(wěn)壓狀態(tài)，會造成一定的功率損失；2.微電網(wǎng)中由于分布式電源的固有特性，整個能量的變化是實時的，因而每時每刻都要進行能量管理，這就需要整個微電網(wǎng)系統(tǒng)有一個綜合能量管理體系，但是集中式的管理對于通訊的要求又會降低系統(tǒng)的可靠性。因此，如何在經(jīng)濟性與可靠性的條件下，提出一種適當(dāng)?shù)哪芰抗芾聿呗允钱?dāng)前的一個研究熱點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于計算下垂曲線偏差的能量管理方法，采用下垂控制來維持直流母線電壓穩(wěn)定，并將下垂控制與集中控制相結(jié)合，當(dāng)功率缺額過大時，由集中控制器根據(jù)下垂曲線偏差計算出所差的功率，再由儲能進行補償這部分功率缺額，從而使電壓恢復(fù)穩(wěn)定。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種能量管理方法，包括以下步驟：

1)采用下垂控制的方式控制直流母線電壓；

2)集中式能量控制器EMS實時采集直流母線電壓V_dc以及系統(tǒng)當(dāng)前功率，判斷V_dc是否偏離閾值范圍，如果在閾值范圍內(nèi)，則集中式能量控制器EMS輸出閉鎖信號1，儲能裝置不接入運行，集中式能量控制器EMS繼續(xù)采集并判斷直流母線電壓V_dc；若偏離閾值范圍，則集中式能量控制器EMS輸出閉鎖信號0，然后轉(zhuǎn)入下一步；

3)集中式能量控制器EMS基于下垂曲線計算功率偏差，并計算補償功率偏差所需的雙有源橋變換器DAB充放電電流參考值；

4)根據(jù)所述充放電電流參考值，進行能量吸收或補償。

前述的儲能裝置通過雙有源橋變換器DAB并聯(lián)在直流母線兩端。

前述的閉鎖信號為1表示不需要閉鎖，閉鎖信號為0，表示需要閉鎖。

前述的下垂曲線表示功率與電壓的線性關(guān)系；所述下垂曲線是一條預(yù)設(shè)好工作點的直線。

前述的功率偏差的計算方式為：獲取當(dāng)前時刻檢測到的直流母線電壓U₁與預(yù)設(shè)的額定工作點電壓U_ref-rat，計算得到電壓偏差ΔU，根據(jù)下垂曲線得到兩點所對應(yīng)的功率值P₁和P_ref-rat，進而計算得到功率偏差ΔP。

前述的雙有源橋變換器DAB充放電電流參考值的計算方式為：