专利名称：用于分布式光伏电源并网调控的储能装置容量配置方法
技术领域：
本发明涉及一种用于分布式光伏电源并网调控的储能装置容量配置方法，属光伏 电源并网控制技术领域。
背景技术：
太阳能资源丰富，对环境无任何污染，是满足可持续发展需求的可再生能源之一， 光伏发电是太阳能应用的一种主要方式。依据是否并网，光伏电源可分为独立运行和并网 运行。并网运行又可分为通过输电网接入系统的规模化电站集中接入方式和位于配网区域 的分布式接入方式。随着光伏发电技术的进一步成熟及其发电成本的降低，分布式光伏电 源必将在未来配电网中得到光伏的应用。分布式光伏电源虽有一系列的优点，但其并网运行将给电网带来诸如电压偏差、 电压波动、谐波、直流偏磁等一系列问题。更为重要的是，由于光伏发电的输出功率与气 象条件密切相关，具有较大的随机性，难以进行有效调控，伴随着分布式光伏电源的大量并 网，将给配网运行带来较大的风险。在分布式光伏电源并网的同时配置储能装置，可实现光 伏电源出力的平滑滤波，有效减少输出电力波动，对含大量分布式光伏电源的配网稳定运 行具有很大的好处。考虑到储能装置价格高昂，如何针对分布式光伏电源运行的特点，在满 足配网稳定运行要求的基础上配置合理的储能装置容量正成为一个日益受到关注的问题。
发明内容
本发明的目的是，为了解决分布式光伏电源并网存在的电压偏差、电压波动、谐 波、直流偏磁等问题，降低分布式光伏电源输出的随机性，实现其并网输出功率的较好控 制，本发明提供了一种用于分布式光伏电源并网调控的储能装置容量配置方法。本发明的技术方案是，实测分布式光伏电源一天的实际输出功率曲线P(t)；获 取分布式光伏电源一天的理想输出功率曲线P*(t)；确定光伏电源的容许输出误差α ；将 P(t)和P*(t)离散化处理得到相应的P(k)和P*(k)，其中(k = 0，l，2...N)；计算理想输出 上误差功率Pu*(k)和下误差功率P/(k)；计算储能设备所需的充电电能Wc;计算储能设备 所需的放电电能Wf ；分别在晴天、多云和阴雨三种典型气象条件下计算相应的Wc和Wf ；比 较晴天、多云和阴雨三种典型气象条件下计算得到的Wc和Wf，取其中的最大值作为储能装 置的容量。所述方法具体步骤如下1、实测分布式光伏电源一天的实际输出功率曲线P(t)；2、获取分布式光伏电源一天的理想输出功率曲线P*(t)；3、确定光伏电源的容许输出误差α ；4、将P(t)和P*(t)离散化处理得到相应的P(k)和P*(k)，其中(k = 0，1，2…N)；5、计算理想输出上误差功率Pu*(k)和下误差功率P/(k)；6、计算储能设备所需的充电电能Wc ；
7、计算储能设备所需的放电电能Wf ；8、分别在晴天、多云和阴雨三种典型气象条件下计算相应的Wc和Wf ；9、比较晴天、多云和阴雨三种典型气象条件下计算得到的Wc和Wf，取其中的最大 值作为储能装置的容量。本发明方法所述的理想输出上误差功率Pu*(k)和下误差功率P/(k)可根据下式进 行计算Pu*(k) =P*(k)X(l+a)，Pd*(k) =P*(k) X (I-Q)0本发明方法所述的储能设备所需的充电电能Wc计算方法为比较P(k)和Pu*(k)， 在总数N个点中，大于Pu*(k)的点的个数为M，功率用P(m)表示，则储能设备所需的充电电
M
能Wc=￡ [P(m)_ Pu*(k)]T/N，式中τ为光伏电源一天的发电时间。 /=0本发明方法所述的储能设备所需的放电电能Wf计算方法为比较P(k)和P/(k)， 在总数N个点中，小于P/(k)的点的个数为Y，功率用P(y)表示，则储能设备所需的放电电
M
能Wf=艺[P/(k) - P(y)]T/N，式中τ为光伏电源一天的发电时间。 /=0本发明与现有技术比较的有益效果是，本发明提出了一种用于分布式光伏电源并 网调控的储能装置容量的合理配置方法，以满足光伏电源并网输出功率的可预测性和可控 性为前提，避免了储能装置容量的浪费，对实现分布式光伏电源发电计划和配网电能质量 控制具有重要意义。本发明适用于分布式光伏电源并网调控的储能装置容量的合理配置。
图1为含分布式光伏电源和储能装置的配网结构图；图2为储能装置容量配置计算方法流程图。
具体实施例方式本发明的具体实施方式
如图1和图2所示。图1为含分布式光伏电源和储能装置的配网结构图，为弥补分布式光伏电源输出 的随机性，储能装置与分布式光伏电源并联对输出功率进行调节，同时还可用于解决谐波 等分布式光伏电源并网所带来的配网电能质量问题。图2为储能装置容量配置计算方法流程图，根据储能装置容量配置计算方法的基 本流程，首先实测分布式光伏电源一天的实际输出功率曲线p(t)；而后根据气象数据，由 光伏输出预测方法获得或直接根据电网调度要求设定分布式光伏电源一天的理想输出功 率曲线P*(t)；将P(t)和P*(t)离散化处理得到相应的P(k)和P*(k)，其中(k = 0,1,2-N)；根据系统要求确定光伏电源的容许输出误差α，结合P(k)和P*(k)，通过公= P*(k)X(l+a)和P/(k) =P*(k)X(l-a)计算得到理想输出上误差功率Pu*(k)和下误差 功率P/(k)；比较P(k) *Pu*(k)，在总数N个点中，若大于？/(10的点的个数为M，功率用
M
P(m)表示，则储能设备所需的充电电能Wc=^ [P(m)- Pu*(k)]T/N，式中τ为光伏电源 一天的发电时间；比较p(k)和P/(k)，在总数N个点中，若小于P/(k)的点的个数为Y，功率用P(y)表示，则储能设备所需的放电电能Wf=；^ [ Pd*(k) —p(y)]T/N.根据晴天、
多云和阴雨三种典型气象条件下的数据分别计算相应的Wc和Wf ；取其中的最大值作为储 能装置的容量。
权利要求
一种用于分布式光伏电源并网调控的储能装置容量配置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)实测分布式光伏电源一天的实际输出功率曲线P(t)；(2)获取分布式光伏电源一天的理想输出功率曲线P*(t)；(3)确定光伏电源的容许输出误差α；(4)将P(t)和P*(t)离散化处理得到相应的P(k)和P*(k)，其中(k＝0，1，2…N)；(5)计算理想输出上误差功率Pu*(k)和下误差功率Pd*(k)；(6)计算储能设备所需的充电电能Wc；(7)计算储能设备所需的放电电能Wf；(8)分别在晴天、多云和阴雨三种典型气象条件下计算相应的Wc和Wf；(9)比较晴天、多云和阴雨三种典型气象条件下计算得到的Wc和Wf，取其中的最大值作为储能装置的容量。
2.根据权利要求1所述的一种用于分布式光伏电源并网调控的储能装置容量配置方 法，其特征在于，所述获取分布式光伏电源一天的理想输出功率曲线P*(t)可根据气象数 据，由光伏输出预测方法获得或直接根据电网调度要求设定。
3.根据权利要求1所述的根据权利要求1所述的一种用于分布式光伏电源并网调控的 储能装置容量配置方法，其特征在于，所述计算理想输出上误差功率P/(k) % Pu*(k) =P*(k)X(l+a)；所述下误差功率P/(k)为P/(k) =P*(k) X (I-Q)0
4.根据权利要求1所述的一种用于分布式光伏电源并网调控的储能装置容量配置方 法，其特征在于，所述计算储能设备所需的充电电能Wc的方法为比较 P(k)；在总数N个点中，大于P/(k)的点的个数为M，功率为P (m)表示，T为光伏电源一天的 发电时间；M则储能设备所需的充电电能
5.根据权利要求1所述的一种用于分布式光伏电源并网调控的储能装置容量配置方 法，其特征在于，所述计算储能设备所需的放电电能Wf的方法为比较 p(k)和 P/(k)；在总数N个点中，小于P/(k)的点的个数为Y，功率用P(y)表示，T为光伏电源一天的 发电时间；M则储能设备所需的放电电能
全文摘要
一种用于分布式光伏电源并网调控的储能装置容量配置方法，所述方法实测分布式光伏电源一天的实际输出功率曲线P(t)；获取分布式光伏电源一天的理想输出功率曲线P*(t)；确定光伏电源的容许输出误差α；将P(t)和P*(t)离散化处理得到相应的P(k)和P*(k)，其中(k＝0，1，2…N)；计算理想输出上误差功率Pu*(k)和下误差功率Pd*(k)；计算储能设备所需的充电电能Wc；计算储能设备所需的放电电能Wf；分别在晴天、多云和阴雨三种典型气象条件下计算相应的Wc和Wf；比较晴天、多云和阴雨三种典型气象条件下计算得到的Wc和Wf，取其中的最大值作为储能装置的容量。本发明适用于分布式光伏电源并网调控的储能装置容量的合理配置。
文档编号H02J3/28GK101950980SQ20101027975
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日
发明者吴素农, 孙旻, 范瑞祥 申请人:江西省电力科学研究院