[發(fā)明專利]一種光儲柴孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理及協(xié)調(diào)控制策略的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110401269.0
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113131516A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 沈迎;黃策;周美強;魏玉華;張效源;胡錫東;高秀麗;付建勇;王良勇;李志鵬;兀鵬越;楊沛豪
• 申請（專利權）人: 國家能源費縣發(fā)電有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種光儲柴孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理及協(xié)調(diào)控制策略的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)建立光儲柴孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)的整體數(shù)學模型；

2)根據(jù)步驟1)建立微電源數(shù)學模型；

3)在步驟2)的基礎上建立綠色節(jié)能型能量管理策略模型；

4)依據(jù)步驟1)、步驟2)、步驟3)建立各微源控制策略；

5)根據(jù)步驟4)建立準同期并網(wǎng)控制；

6)根據(jù)步驟5)建立基于能量管理的微電網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略研究。

2.根據(jù)權利要求1所述的光儲柴孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理及協(xié)調(diào)控制策略的方法，其特征在于，步驟1)建立的光儲柴孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)的整體數(shù)學模型為：

從微源組合和調(diào)度控制兩個方面建立網(wǎng)架，該光儲柴孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)由光伏模塊、蓄電池模塊和柴油機模塊組成；調(diào)度控制通過中央控制器實現(xiàn)；

其中光伏模塊是主要功率輸出部分，蓄電池模塊用來平抑光伏發(fā)電中產(chǎn)生的頻率波動，柴油發(fā)電機模塊是在極端天氣下接入系統(tǒng)以保證其穩(wěn)定運行；

中央控制器是光儲柴孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)的大腦，控制著光伏系統(tǒng)的發(fā)電量，儲能電池充放電的切換及柴油發(fā)電機的投入或退出運行；當PV的發(fā)電量大于負荷所需要的電能時，中央控制器將發(fā)信號給PV控制器和儲能控制器，從而將多發(fā)的電能給蓄電池充電；當蓄電池也充滿時，為保證系統(tǒng)的安全性，切斷線路，即“棄光”；當PV的發(fā)電量無法滿足負荷需求時，中央控制器進行調(diào)控，發(fā)信號給儲能控制器使蓄電池提供負荷所需的功率缺額；當蓄電池的發(fā)電量達到下限時，控制器控制蓄電池不再放電，同時發(fā)信號給柴油機控制器，使其開始工作以額定功率運行，當蓄電池的荷電狀態(tài)達到設定值，且柴油機滿足最小運行時間時，停止柴油機工作，以保證蓄電池不會因為過放電而造成壽命降低。

3.權利要求1所述的光儲柴孤島微電網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理及協(xié)調(diào)控制策略的方法，其特征在于，步驟2)的具體實現(xiàn)方法為：建立光伏發(fā)電機組數(shù)學模型，令I_ph為光生電流；I_d為二極管飽和電流；I為光伏電池的輸出電流；V為光伏電池的輸出電壓；R_s為串聯(lián)等效電阻；R_sh為并聯(lián)等效電阻，得到光伏電池的輸出電流為I＝I_ph-I_d-I_sh，

建立儲能電池數(shù)學模型電狀態(tài)模型為：其中，SOC(t)表示蓄電池當前荷電狀態(tài)，SOC₀表示蓄電池初始荷電狀態(tài)，Q_bat表示電池額定容量，I_b表示蓄電池流經(jīng)的電流值，d_t表示時間積分微量；

建立柴油機數(shù)學模型，該模型基于如下假定：(1)忽略定子繞組的D、Q繞組的暫態(tài)過程；(2)設定子電壓方程中1p.u.，使得轉速變化較小時，在暫態(tài)過程中引起的誤差亦較小；(3)對于被忽略的D、Q繞組，在轉子運動方程中以補充阻尼的方式來代替；在實際推導中，刪去七階park方程中的D、Q繞組的相應方程和變量，保留u_dqf,i_dqf,d_qf及Tm，對應有d，q，f三個繞組的電壓、磁鏈方程及2個轉子的運動方程；然后將轉子變量uf，if，f分別用Ef，Eq，Eq代替，用磁鏈方程消去d,q,i_f，最終的同步機模型保留u_dq,i_dq,E_f,Eq和Tm和狀態(tài)變量，同步電機的三階模型如下：