[發(fā)明專利]一種直流微電網(wǎng)雙儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制方法及存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110600748.5
• 申請(qǐng)日: 2021-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN113346474B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙耀;鄧麗娜;李東東;楊帆;米陽(yáng);張萬(wàn)家
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J1/10
• 分類號(hào): H02J1/10;H02J1/14
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 應(yīng)小波

本發(fā)明涉及一種直流微電網(wǎng)雙儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制方法及存儲(chǔ)介質(zhì)，其中協(xié)調(diào)控制方法包括：步驟1：建立風(fēng)光儲(chǔ)直流微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行模型與數(shù)學(xué)模型；步驟2：根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行特性建立預(yù)測(cè)模型和滾動(dòng)優(yōu)化模型；步驟3：根據(jù)儲(chǔ)能的當(dāng)前荷電狀態(tài)SOC以及荷電狀態(tài)預(yù)測(cè)值，動(dòng)態(tài)改變儲(chǔ)能出力約束條件，控制儲(chǔ)能工作在不同模式；步驟4：設(shè)計(jì)自適應(yīng)權(quán)重系數(shù)；步驟5：利用模型預(yù)測(cè)控制優(yōu)化儲(chǔ)能出力，實(shí)現(xiàn)直流微電網(wǎng)的雙儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有能夠在維持微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下避免SOC越限等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力能源協(xié)調(diào)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于模型預(yù)測(cè)控制的直流微電網(wǎng)雙儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制方法及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

離網(wǎng)模式下的直流微電網(wǎng)，由于RES出力的隨機(jī)性、間歇性以及負(fù)荷功率的不確定性，需要微電網(wǎng)內(nèi)各分布式電源協(xié)調(diào)控制以維持功率平衡。與并網(wǎng)模式相比，離網(wǎng)模式下的控制方法顯得更加重要與復(fù)雜。因此，需要多個(gè)分布式儲(chǔ)能單元配置成分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)可再生能源的發(fā)電功率與負(fù)荷消耗功率間的平衡，保證直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。而孤島模式下的儲(chǔ)能成本是系統(tǒng)的重要組成本分，如何在保證微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下延長(zhǎng)儲(chǔ)能的壽命從而降低成本成為了眾多專家和學(xué)者的研究重點(diǎn)。

傳統(tǒng)的單一儲(chǔ)能控制方式存在儲(chǔ)能頻繁切換充放電狀態(tài)從而影響設(shè)備壽命的問題，因此有研究人員提出將儲(chǔ)能分為充放電狀態(tài)不同的兩組儲(chǔ)能進(jìn)行功率平滑，但是此類研究大都忽略了SOC越限問題，且很少有研究將其應(yīng)用在孤島直流微電網(wǎng)中。傳統(tǒng)的雙儲(chǔ)能控制方法僅基于當(dāng)前SOC決定兩組儲(chǔ)能的工作模式，因此每一次狀態(tài)切換都將出現(xiàn)多個(gè)控制周期內(nèi)SOC越限現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種在維持微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下避免SOC越限的直流微電網(wǎng)雙儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制方法及存儲(chǔ)介質(zhì)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種直流微電網(wǎng)雙儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制方法，所述的雙儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制方法：

步驟1：建立風(fēng)光儲(chǔ)直流微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行模型與數(shù)學(xué)模型；

步驟2：根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行特性建立預(yù)測(cè)模型和滾動(dòng)優(yōu)化模型；

步驟3：根據(jù)儲(chǔ)能的當(dāng)前荷電狀態(tài)SOC以及荷電狀態(tài)預(yù)測(cè)值，動(dòng)態(tài)改變儲(chǔ)能出力約束條件，控制儲(chǔ)能工作在不同模式；

步驟4：設(shè)計(jì)自適應(yīng)權(quán)重系數(shù)；

步驟5：利用模型預(yù)測(cè)控制優(yōu)化儲(chǔ)能出力，實(shí)現(xiàn)直流微電網(wǎng)的雙儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制。

優(yōu)選地，所述步驟1中風(fēng)光儲(chǔ)直流微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行模型具體為：

將微電網(wǎng)內(nèi)發(fā)電功率與負(fù)荷功率之差定義為功率平衡偏差P_e，表示為：

P_e(k+1)＝P_w(k)+P_pv(k)+P_B1(k)+P_B2(k)+P_load(k)

其中，P_e(k+1)為k+1時(shí)刻功率平衡偏差；P_w(k)和P_pv(k)分別為k時(shí)刻風(fēng)電和光伏的輸出功率；P_load(k)為k時(shí)刻負(fù)荷功率；P_B1(k)和P_B2(k)分別為k時(shí)刻第一組和第二組儲(chǔ)能的輸出功率，其值為正時(shí)表示放電，為負(fù)表示充電。

更加優(yōu)選地，所述步驟1中風(fēng)光儲(chǔ)直流微電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型為：

設(shè)雙儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量均為C，控制周期均為T_c，荷電狀態(tài)分別為S_OC1和S_OC2，利用前向歐拉公式經(jīng)過離散化后可以得到儲(chǔ)能的數(shù)學(xué)模型如下所示：