[發明專利]一種基于復合儲能裝置的微電網供電方法及電子設備

在審

• 申請號: 201911394445.1
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111030149A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 高銘含;石晶;李書劍;李媛媛;周曉
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;國網湖北省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

本發明公開了一種基于復合儲能裝置的微電網供電方法及電子設備，該方法包括：以復合儲能裝置成本、供需功率匹配和電源出力的波動抑制作為目標函數，以儲能容量和充放電功率作為優化變量創建多目標優化模型；根據微電網在設定時間段內的發電功率和負載功率計算第一、第二儲能裝置在各時刻的充放電功率；將充放電功率輸入到多目標優化模型中，得到第一、第二儲能裝置的儲能容量的單變量優化模型；采用優化算法求取單變量優化模型的最優解，即得到第一、第二儲能裝置在設定時間段內的儲能容量；本發明可確保復合儲能補償后微電網中的電源功率變化最小，且供需功率的瞬時偏差與平均偏差相差最小，以維持系統電壓和頻率的穩定，為負載提供穩定電壓和功率。

技術領域

本發明屬于微電網供電技術領域，更具體地，涉及一種面向新能源發電基于復合儲能裝置的微電網供電方法。

背景技術

目前，社會對電能的需求日益增長，使得可再生能源發電發展迅速，成為微電網的重要組成部分。但是由于可再生能源發電具有很大的波動性和不確定性，將導致系統供需不平衡，也帶來了新的挑戰。為了減少可再生能源輸出的不確定性對微電網運行的不利影響，推動風力發電等間歇性能源的規模化應用，通常設置儲能設備來輔助可再生能源機組的運行。因此，研究提高微電網系統可再生能源消納能力的電能存儲技術有著非常重要的應用價值。

儲能裝置主要分為以蓄電池、鋰電池為主的能量型儲能裝置和以超級電容類、超導磁儲能為主的功率型儲能裝置。能量型儲能裝置具有能量密度大、容量高的特點，功率型儲能裝置具有功率密度大、響應速度快的優勢。因此，目前一般采用能量型儲能裝置和功率型儲能裝置結合實現“復合儲能”模式，合理分配儲能裝置的出力，既可降低儲能裝置的成本，又可使復合儲能系統同時滿足長時大容量和短時大功率的需求，使電網電壓、頻率、有功和無功功率容易調節；對于復合儲能系統來說，容量越大且響應速度越快，平抑系統波動效果就會越突出，但不可避免的會導致經濟性問題；因此就涉及到能量型儲能裝置、功率型儲能裝置各自的容量配置問題。

傳統的復合儲能裝置容量優化配置，或是采用能量型儲能裝置、功率型儲能裝置容量固定的方式，或是僅以復合儲能裝置的全生命周期成本作為優化目標對采用能量型儲能裝置、功率型儲能裝置的儲能容量進行優化。以上方法除了會帶來經濟性問題之外，更重要的是會對微電網的運行穩定性造成顯著影響；如果儲能容量的配置不當，會導致微電網的供需功率不平衡，造成系統輸出電壓和頻率不穩，無法為負載提供穩定電壓。

因此，有必要對現有的儲能系統的優化配置方式進行改進，確保系統安全高效穩定運行。

發明內容

針對現有技術的至少一個缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于復合儲能裝置的微電網供電方法及電子設備，根據微電網在設定時間段內各時刻的發電功率和負載功率計算第一、第二儲能裝置在各時刻的充放電功率，并根據該充放電功率實時計算第一、第二儲能裝置各自在設定時間段內的儲能容量；確保復合儲能補償后微電網中的電源功率變化最小，且供需功率的瞬時偏差與平均偏差相差最小，使微電網功率平衡，維持系統電壓和頻率的穩定，為負載提供穩定電壓和功率；此外，可同時滿足長時大容量和短時大功率的需求，并提高儲能裝置配置的經濟性。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于復合儲能裝置的微電網供電方法，所述復合儲能裝置包括功率型的第一儲能裝置和能量型的第二儲能裝置，該方法包括以下步驟：

S1：創建所述復合儲能裝置的多目標優化模型，所述多目標優化模型包括以復合儲能裝置成本、復合儲能補償后微電網中的電源功率變化量和微電網供需功率的瞬時偏差與平均偏差之間的差值最小化作為目標函數，以所述第一、第二儲能裝置的儲能容量和充放電功率作為優化變量；

S2：采集微電網在設定時間段內各時刻的發電功率和負載功率，根據預設的出力優先級和所述發電功率、負載功率依次計算第一、第二儲能裝置在各時刻的充放電功率；

S3：將所述充放電功率輸入到所述多目標優化模型中，得到第一、第二儲能裝置的儲能容量的單變量優化模型；