[發明專利]基于電力彈簧的微電網能量優化方法

有效

• 申請號: 201910264175.6
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN110048405B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 汪可友;吳濟東;李國杰;江秀臣;馮琳;韓蓓;趙志宇;王新剛;張垠
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;國網上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/24
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

本發明提供了一種基于電力彈簧的微電網能量優化方法，分析電力彈簧拓撲結構，得出電力彈簧穩定運行的優化約束條件，將電力彈簧運行效率作為優化目標，得到電力彈簧優化部分；根據儲能運行因素，確定儲能穩定運行的優化約束條件，以儲能系統充放電次數作為優化目標，得到儲能優化部分；將可控分布式發電的出力上下限約束以及爬坡速度作為可控分布式發電的優化部分的優化約束條件，以可控分布式發電運行效率作為優化目標，得到可控分布式能源優化部分；在S1、S2和S3的優化約束條件的基礎上，將S1、S2和S3中的優化目標與微電網的額外優化因素進行結合，實現整個微電網的功率平衡。本發明使微電網工作于穩定、高效地運行狀態。

技術領域

本發明涉及微電網技術領域，具體地，涉及一種基于電力彈簧的微電網能量優化方法。

背景技術

風能、太陽能等可再生能源具有間歇性、不穩定性等特點。當風能、太陽能等可再生能源大規模并網時，其擾動的出力情況將造成發電量與負載需求的不匹配，影響系統的正常運行，甚至可能造成系統的失穩。

在這種發電量不可控的情況下，只能通過調節負載需求處的用電量來實現發電量與用電量的匹配。大量的實踐表明，電力系統的負載可以分為對電壓波動敏感的關鍵負載和對電壓波動表現出鈍性的非關鍵負載。典型的關鍵負載有醫療器械、精密儀器、測量儀表等，典型的非關鍵負載有熱得快、電熱水器等加熱型儀器。針對上述現狀，香港大學提出了基于電力電子技術的“電力彈簧”構想，將機械彈簧的概念引入電力系統中。電力彈簧通過調整非關鍵負載的功率，來維持關鍵負載的正常運行。

與其他現有的提高微電網電能質量方法相比，電力彈簧與非關鍵負載串聯構成的智能負載具有較強的負載響應能力，能將分布式能源波動轉移到非關鍵負載，也能參與頻率調節。而其他微電網電壓調整方法，一般直接與關鍵負載串聯，如靜止同步串聯補償器、動態電壓補償器，或直接與關鍵負載并聯，如靜止無功補償器，在某些情況下，電力彈簧的調整效率比普通無功補償裝置更高。

與電力彈簧技術的逐步普及相應，微電網的運行對于含有電力彈簧的微電網能量優化模型也提出了相應的要求。含有電力彈簧的微電網能量優化相對于傳統微電網能量優化的特殊性體現在：電力彈簧對有高可靠用電需求的關鍵負載提供了保障，；智能負載同時具有向上和向下的調節范圍，對于減少儲能充放電功率和棄風棄光具有積極意義。

目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足，本發明的目的是提供一種基于電力彈簧的微電網能量優化方法，該方法在對電力彈簧和智能負載的應用模式和調節模式進行分析的基礎上，分析了電力彈簧在計及儲能充放電因素、棄風因素、補貼因素和電力彈簧折舊因素的微電網能量管理運行中帶來的穩定性和運行效率的提升。結合有功平衡約束、從電力市場購電約束、可控分布式發電約束、不可控分布式發電約束、可中斷負載約束、智能負載約束、反彈負載約束、長期市場購電約束等約束條件，使電力彈簧能夠在微電網中的穩定運行，降低了儲能容量；同時，該方法能使微電網中的新能源發電產生波動時，微電網能夠消納新能源接入可能帶來的擾動，使微電網實現功率平衡，工作于穩定、高效的運行狀態。

本發明是通過如下技術方案實現的。

一種基于電力彈簧的微電網能量優化方法，包括如下步驟：

S1，分析電力彈簧拓撲結構，根據智能負載減少量，結合通用的三階反彈負載模型，建立電力彈簧穩定運行約束條件；在電力彈簧穩定運行的基礎上，將電力彈簧運行效率作為優化目標；得到電力彈簧優化部分；

S2，根據儲能運行因素，確定儲能穩定運行的儲能優化約束條件，在儲能穩定運行的基礎上，以儲能系統充放電次數作為優化目標，得到儲能優化部分；