[發(fā)明專利]一種微電源與儲能實時調控方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010769447.0
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111884221A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設計）人: 李波;陳樂樂;楊少布道;李健
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/28;H02J3/32;H02J3/38;H02J3/46;H02J3/48
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

一種微電源與儲能實時調控方法，其特點是，儲能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)不再僅僅取決與儲能SOC狀態(tài)，同時考慮儲能供電優(yōu)先級以及最大充放電功率等約束條件；并網(wǎng)運行時，在已知系統(tǒng)峰谷平負荷出現(xiàn)時間的情況下，把儲能供電模式分為儲能優(yōu)先、市電優(yōu)先和一般模式，實現(xiàn)削峰填谷、平抑微電源出力波動、提高可再生能源利用率，使經(jīng)濟效益最大化；離網(wǎng)運行時，將負荷分為重要負荷和可控負荷，通過切負荷，減少微源出力等操作滿足各種工況下的微電網(wǎng)運行，并給出具體切除負荷的值以及減少的微源出力的值，利用加權分配的方法將減少的微源出力根據(jù)權重分配給各分布式微源共同承擔，保證重要負荷不斷電，使能量利用效率最大，微電網(wǎng)運行穩(wěn)定。

技術領域

本發(fā)明涉及微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)技術領域，尤其涉及一種微電源與儲能實時調控方法。

背景技術

隨著新能源發(fā)電和微電網(wǎng)技術的發(fā)展，越來越多的新能源發(fā)電接入到微電網(wǎng)當中，但風光等可再生能源發(fā)電功率對外界天氣的變化極為敏感，使其輸出功率呈現(xiàn)出隨機性和間歇性特點，尤其是隨著其發(fā)電比例逐漸增多，如果不進行有效的控制而直接接入電力系統(tǒng)會造成母線電壓和頻率波動，嚴重時可能會導致其電壓頻率超過允許范圍，造成局部網(wǎng)絡崩潰。因此儲能系統(tǒng)在整個微電網(wǎng)系統(tǒng)中尤為重要。儲能系統(tǒng)可以為微電網(wǎng)提供快速的能量緩沖，在并網(wǎng)運行時可以儲存可再生能源剩余出力來提高其消納率，起到削峰填谷、平抑微電源出力波動的作用。在孤網(wǎng)運行時，微電網(wǎng)系統(tǒng)失去了大電網(wǎng)的支撐，儲能系統(tǒng)不僅要承擔微電網(wǎng)內電壓和頻率的穩(wěn)定性，還要保證微網(wǎng)內重要負荷和敏感負荷的供電安全性。所以微電網(wǎng)多電源調控是解決微電網(wǎng)持續(xù)穩(wěn)定運行、減小微電網(wǎng)對配電網(wǎng)的沖擊、提高運行經(jīng)濟性，提高可再生能源利用率的重要保障。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)主要功能有：采集并存儲基于實時監(jiān)控系統(tǒng)的電網(wǎng)信息、負荷信息等；實現(xiàn)配電網(wǎng)、多種微電源、儲能系統(tǒng)和負荷之間的最優(yōu)功率匹配；從系統(tǒng)級層面對各分布式微源及儲能系統(tǒng)的出力進行優(yōu)化和調整，實現(xiàn)整個微電網(wǎng)內能源的優(yōu)化調度和經(jīng)濟運行等。實時調度是微電網(wǎng)運行過程中，由微電網(wǎng)中央控制器每隔一定時間采集一次系統(tǒng)運行工況數(shù)據(jù)，執(zhí)行微電源與儲能的實時調控，并根據(jù)執(zhí)行結果向微電源/儲能/負荷控制器發(fā)送實時調控指令，通過調控各分布式微源、儲能系統(tǒng)的充放電以及負荷的投切來保證整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。

微電網(wǎng)優(yōu)化調控的主要任務是在滿足網(wǎng)內負荷需求及電能質量的前提下，對微網(wǎng)內部各微源、儲能及不同類型負荷進行合理的出力分配，保證微網(wǎng)低成本、高電能質量、高穩(wěn)定性運行。目前已有專利主要針對儲能系統(tǒng)的充放電進行優(yōu)化調控，例如：中國專利申請?zhí)?01710335556.X，名稱為：“一種微電網(wǎng)中儲能電池系統(tǒng)的控制方法”，以儲能SOC狀態(tài)作為儲能充放電的指令依托，由于沒有考慮儲能系統(tǒng)的供電優(yōu)先級及最大充放電功率等約束條件，不能滿足一些特殊工況，適用性差，對儲能系統(tǒng)的容量配置要求較高，缺乏一定的經(jīng)濟性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提出一種微電源與儲能實時調控方法，不再單單以儲能荷電狀態(tài)作為儲能系統(tǒng)充放電的指令依托，同時考慮儲能供電優(yōu)先級以及最大充放電功率等約束條件，在已知系統(tǒng)峰谷平負荷出現(xiàn)時間的情況下把儲能系統(tǒng)的供電優(yōu)先級分為三個等級，分別為儲能優(yōu)先、市電優(yōu)先以及一般模式，將負荷分為重要負荷和可控負荷，通過切負荷，減少微源出力等操作滿足各種工況下的微電網(wǎng)運行，并給出具體切除負荷的值以及減少的微源出力的值，利用加權分配的方法將減少的微源有功功率根據(jù)權重分配給各分布式微源共同承擔。

實現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術方案是，一種微電源與儲能實時調控方法，其特征是，它包括以下內容：

1)不論是并網(wǎng)狀態(tài)還是離網(wǎng)狀態(tài)下，微電源與儲能實時調控方法的主要控制目標是在保證微電網(wǎng)內實時的功率平衡和電壓頻率穩(wěn)定的基礎上，滿足儲能功率約束、儲能充放電荷電量約束及并網(wǎng)時聯(lián)絡線功率約束條件，其表達式為：