需求侧光储一体化微电网系统控制策略的制作方法

文档序号:12485802阅读:450来源:国知局

本发明属于发电控制领域,涉及一种需求侧光储一体化微电网系统控制策略。



背景技术:

随着社会的快速发展,传统化石能源逐渐枯竭且环境污染日益严重,世界各国都在开发各种各样的新能源,并都将发展新能源作为国家的一项长期发展战略。可再生能源、清洁能源等小型化、模块化、分散式、布置在用户附近为用户供电的小型发电系统正在世界各地建设或计划建设中,可再生能源和清洁能源等分布式发电技术通过与大电网连接为用户提供稳定、可靠的电能供应,并且在大电网故障时能离网运行,保证了供电的连续性和高的电能质量。

由分布式发电组成的微电网与大电网互补为微电网中的负荷提供稳定、高质量的电能并提高系统供电的可靠性。微电网系统是由分布式发电单元、不同种类的负荷、电力电子变流装置、监控保护系统等组成,光储一体化微电网系统能解决需求侧负荷的稳定可靠供电,并通过有效的控制方式实现削峰填谷为用户实现经济的用电,是当前需求侧用电的热点研究方向,也是国家大力支持的新能源项目,所以,对光储一体化微电网系统的协调调度控制和能源管理的研究具有重要的现实意义。

微网通常是由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷、监控系统、保护系统、电力传输设备等汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。因为,微网既可以通过配电网与大型电网并联运行,形成一个大型电网与小型电网的联合运行系统,也可以独立地为当地负荷提供电力需求,其灵活运行模式大大提高了负荷侧的供电可靠性;同时,微网通过单点接入电网,可以减少大量小功率分布式电源接入电网后对传统电网的影响。此外,微网将分散的、不同类型的小型发电源(分布式电源)组合起来供电,能够使小型电源获得更高的利用效率。在大电网正常状态下,微网需要长期稳定运行;而在大电网受到干扰时,微网必须快速脱离大电网,进入并保持于孤岛运行状态,待大电网故障排除后重新自动并网运行。上述功能被概括为:削峰填谷、功率平滑、模式切换等。实现这些功能所需的控制策略,是微网技术的难点,当前正不断开发更优的控制方法和硬件组成。

现有的专利仅针对某个光储一体化微电网系统进行控制并未考虑系统中遇到故障或者并网运行突然变为离网运行等特殊情况进行控制研究,对于电网而言,随着微电网系统的发电功率越来越大,其对电网的影响也逐渐增大,对于微网发电系统的指标要求不能仅仅局限于电压、电流、功率因数、谐波、闪变、短路能力等传统的规定,还必须将其纳入整体电网的潮流中来考察和管理,并对孤岛问题进行调度管理,以提高清洁能源的利用率以及实现电网接纳微网系统的安全经济运行。



技术实现要素:

当微电网并网运行时,光伏以最大功率或限功率运行,储能电池用于平滑光伏输出功率的波动及在高峰电价时降低用户使用电能的电费。当大电网发生故障或停电事故时系统可切换到离网运行状态,储能电池工作在电压/频率控制模式,充当系统主电源,用以支撑微电网系统的电压和频率,为系统内负荷供电。

需求侧光储一体化微电网系统控制策略,其特征为:

设:PPG(t)为光伏发电输出功率,PESS(t)为储能系统输出功率,Pload(t)为原始负荷功率,Pgrid(t)为光储微网系统与大电网能量交换。

当PESS(t)>0时,储能系统放电;当PESS(t)<0时,储能系统充电。

当Pgrid(t)>0时,Pgrid(t)=Pl'oad(t),Pl'oad(t)为微网内负荷供电后所需负荷功率,称其为合成负荷功率;

当Pgrid(t)<0时,Pgrid(t)=Pout(t),Pout(t)为微电网系统输出功率,即向大电网售电功率。

忽略系统各部分的能量损耗,根据能量守恒定律以及微电网运行约束可得

Pload(t)=PPG(t)+PESS(t)+Pgrid(t)

当Pgrid(t)<0时,即微网向大电网售电,微网系统输出功率为

Pout(t)=PPG(t)+PESS(t)-Pload(t)

针对分时电价与用电负荷特点,储能出力策略基本原则为在谷值电价时充电,在峰值电价时放电,降低用电费用。

具体实施方式

需求侧光储一体化微电网系统控制策略,设:PPG(t)为光伏发电输出功率,PESS(t)为储能系统输出功率,Pload(t)为原始负荷功率,Pgrid(t)为光储微网系统与大电网能量交换。

当PESS(t)>0时,储能系统放电;当PESS(t)<0时,储能系统充电。

当Pgrid(t)>0时,Pgrid(t)=Pl'oad(t),Pl'oad(t)为微网内负荷供电后所需负荷功率,称其为合成负荷功率;

当Pgrid(t)<0时,Pgrid(t)=Pout(t),Pout(t)为微电网系统输出功率,即向大电网售电功率。

忽略系统各部分的能量损耗,根据能量守恒定律以及微电网运行约束可得

Pload(t)=PPG(t)+PESS(t)+Pgrid(t)

当Pgrid(t)<0时,即微网向大电网售电,微网系统输出功率为

Pout(t)=PPG(t)+PESS(t)-Pload(t)

针对分时电价与用电负荷特点,储能出力策略基本原则为在谷值电价时充电,在峰值电价时放电,降低用电费用。

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