一种含多种储能的风光储微电网的黑启动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微电网应用技术领域，尤其涉及一种含多种储能的风光储微电网的黑启动方法。
【背景技术】
[0002]近年来，风能发电、光伏发电、潮汐发电等可再生电源得到广泛关注和应用，微电网是这些可再生能源的重要利用方式。微网在协调大电网与分布式电源之间的矛盾、充分挖掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益等方面具有优势，使其能够在中国乃至世界未来电网的发展中发挥很重要的作用。微电网既可以联网运行，又可以孤岛运行，这种特性保证了含有微网的电网在恶劣天气下或是特殊时期(如军事战争、严重自然灾害等)对重要用户供电。由于大电网故障或微电网内部故障，微电网进入停运状态，为了充分发挥微电网自我感知、自我诊断、自我决策、自我恢复的能力，微电网需要完成黑启动任务，体现出微电网的经济、可靠、安全的优势。
[0003]目前已有文献就微网中分布式电源的特性分析与仿真做了较为详细的研宄，但是对单个微电网的黑启动研宄还比较少，比如论文[孤立微电网的黑启动策略]使用多代理(Agent)系统，提出了一种针对全黑的孤立微电网的黑启动策略，并在光储柴微电网模型上进行了仿真验证，论文中以柴油发电机作为黑启动的主参考电源，仿真分析结果表明，该控制策略能够快速稳定地实现微电网的黑启动，通过模式切换和预同步的优化，黑启动过程中系统的稳定性得到了大幅提高。
[0004]但是，目前大部分研宄都是基于柴油发电机作为微电网黑启动的主参考电源，需要消耗化石燃料，且微电网中涉及的分布式能源种类较为单一。为了体现微电网的绿色，微网应该更多的使用风能、太阳能等可再生能源，减少使用消耗柴油的柴油发电机，而针对这种无柴油发电机的风光储微电网，已有研宄乃至完整成熟的方案都还很少。
【发明内容】
[0005]针对目前微电网黑启动大部分是基于柴油发电机作为的主参考电源，且微电网中涉及的分布式能源种类较为单一的现状，本发明提出一种基于含多类储能的风光储微电网黑启动方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0007]一种含多种储能的风光储微电网的黑启动方法，包括如下步骤:
[0008](I)接收黑启动指令，检查微电网黑启动条件，满足条件则断开微网中负荷开关，微电网开始黑启动；
[0009](2)启动锂电池储能系统，投入敏感负荷；
[0010](3)启动液流电池储能系统，依次投入剩余负荷；
[0011](4)根据判定条件投入光伏发电系统；
[0012](5)根据判定条件投入风力发电机。
[0013]步骤⑵中，当微电网系统的频率f和电压U趋于稳定，满足
Uminl〈U〈Umax^，启动锂电池储能系统，其中f minl，fmaxl为微电网正常运行时频率上下限，Uminl、Umaxl为微电网正常运行时电压上下限。
[0014]步骤⑵中，正式投入敏感负荷的判定条件为AejXPumaxS P u，max，其中Ku」是负荷投入时的冲击系数，Pumax是最大额定功率，P &_是锂电池最大输出功率。
[0015]步骤(3)中，启动液流电池储能系统，当满足UP^w+Pnrt<P u，max+PVK，max时，依次投入剩余负荷，并根据min(KujXP^w+Pnrt-Pu，max，O)选择液流电池的输出功率，其中Kuj是负荷投入时的冲击系数，Pumw是额定功率，Pnrt是微电网线路损坏功率，P 是锂电池最大输出功率，PVK，max为液流电池的最大输出功率，当负荷投入完毕或者K L；CJXPL；new+Pnet(Pu，_+PVK，_条件不满足时，停止投入负荷。
[0016]步骤(4)中，投入太阳能光伏发电系统需要满足条件:
_7] Ppv,H1PPt+PLi,fflin+PvE,min^ P 否则不投入太阳能光伏发电系统；其中，Ppv，咖是光伏发电系统输出最大功率，Pu，min是锂电池输出的最小功率，P VK，min是液流电池输出的最小功率，是投入负荷的额定功率。
[0018]步骤(5)中，投入风力发电机需要满足条件Α+Ρρν+Ρπ,η^+Ρν^Α P L，否则不投入风力发电机；其中，Pw是风力发电机输出功率，P@是是光伏发电系统输出功率，Pu，—是锂电池输出的最小功率，PVK，min是液流电池输出的最小功率，P ^是投入负荷的额定功率。
[0019]与现有技术相比，本发明使用储能系统作为微电网黑启动的主参考电源，而避免使用柴油发电机，综合利用风能、太阳能等可再生能源，减少环境污染，实现绿色能源，针对不同类型的储能系统，本专利分别使用不同的利用策略，使得黑启动过程快速有效、系统的稳定性得到了大幅提高。
【附图说明】
[0020]图1为本发明实施例风光储微电网的黑启动方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0021]结合图1，为本发明实施例风光储微电网的黑启动方法的流程框图，整体上包括如下几个大步骤:
[0022](I)接收黑启动指令，检查微电网黑启动条件，满足条件则分开微网中负荷开关，微电网开始黑启动；
[0023](2)启动锂电池储能系统，投入敏感负荷；
[0024](3)启动液流电池储能系统，依次投入剩余负荷；
[0025](4)根据判定条件投入光伏发电系统；
[0026](5)根据判定条件投入风力发电机。
[0027]步骤⑵中，锂电池储能系统使用VF控制，当微电网系统的频率f和电压U趋于稳定，满足fminl〈f〈fmaxl，Uminl〈u〈umax^，启动锂电池储能系统，其中f minl, fmaxl为微电网正常运行时频率上下限，uminl、umaxl为微电网正常运行时电压上下限。正式投入敏感负荷的判定条件为屯MXPumaxS Pu，max，其中Kucu.是负荷投入时的冲击系数，P ^ax是最大额定功率，PLi, _是锂电池最大输出功率。
[0028]步骤(3)中，启动液流电池储能系统，当满足UP^w+Pnrt<P u，max+PVK，max时，依次投入剩余负荷，并根据min(KujXP^w+Pnrt-Pu，max，O)选择液流电池的输出功率，其中Kuj是负荷投入时的冲击系数，Pumw是额定功率，Pnrt是微电网线路损坏功率，P 是锂电池最大输出功率，PVK，max为液流电池的最大输出功率，当负荷投入完毕或者K L；CJXPL；new+Pnet(Pu，_+PVK，_条件不满足时，停止投入负荷。
[0029]步骤(4)中，投入太阳能光伏发电系统需要满足条件:
[0030]Ppv,mppt+PLi,fflin+PVE,fflin^ P L,否则不投入太阳能光伏发电系统；其中，Ppv，_#光伏发电系统输出最大功率，Pu，min是锂电池输出的最小功率，P VK，min是液流电池输出的最小功率，Pt是投入负荷的额定功率。
[0031]步骤(5)中，投入风力发电机需要满足条件Α+Ρρν+Ρπ,π?η+Ρν^Α P L，否则不投入风力发电机；其中，Pw是风力发电机输出功率，P@是是光伏发电系统输出功率，Pu，—是锂电池输出的最小功率，PVK，min是液流电池输出的最小功率，P ^是投入负荷的额定功率。
[0032]与现有技术相比，本发明使用储能系统作为微电网黑启动的主参考电源，而避免使用柴油发电机，综合利用风能、太阳能等可再生能源，减少环境污染，实现绿色能源，针对不同类型的储能系统，本专利分别使用不同的利用策略，使得黑启动过程快速有效、系统的稳定性得到了大幅提高。
[0033]以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【主权项】
1.一种含多种储能的风光储微电网的黑启动方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)接收黑启动指令，检查微电网黑启动条件，满足条件则断开微网中负荷开关，微电网开始黑启动； (2)启动锂电池储能系统，投入敏感负荷； (3)启动液流电池储能系统，依次投入剩余负荷； (4)根据判定条件投入光伏发电系统； (5)根据判定条件投入风力发电机。
2.如权利要求1所述的一种含多种储能的风光储微电网的黑启动方法，其特征在于，在步骤⑵中，当微电网系统的频率f和电压U趋于稳定，满足fminl〈f〈fmaxl，Uminl〈U〈Umaxl时，启动锂电池储能系统，其中fminl，fmaxl为微电网正常运行时频率上下限，Uminl、UmaxlS微电网正常运行时电压上下限。
3.如权利要求1所述的一种含多种储能的风光储微电网的黑启动方法，其特征在于，步骤⑵中，正式投入敏感负荷的判定条件为PUmax<Pu，max，其中是负荷投入时的冲击系数，Pumax是最大额定功率，P &_是锂电池最大输出功率。
4.如权利要求1所述的一种含多种储能的风光储微电网的黑启动方法，其特征在于，步骤(3)中，启动液流电池储能系统，当满足Ku CJ X PL；new+Pnet^ P Li；max+PVE；max时，依次投入剩余负荷，并根据min(f P^w+Pnrt-Pu，max，O)选择液流电池的输出功率，其中1^。」是负荷投入时的冲击系数，Punrat是额定功率，Pnrt是微电网线路损坏功率，P 是锂电池最大输出功率，为液流电池的最大输出功率，当负荷投入完毕或者KUcu.XPUMW+Pnrt<Pu，max+PVK，m?条件不满足时，停止投入负荷。
5.如权利要求1所述的一种含多种储能的风光储微电网的黑启动方法，其特征在于，步骤⑷中，投入太阳能光伏发电系统需要满足条件:Ppv，mppt+Pu，min+PVK，min<Py否则不投入太阳能光伏发电系统，其中，Ppv，mppt是光伏发电系统输出最大功率，Pu，min是锂电池输出的最小功率，PVK，min是液流电池输出的最小功率，P ^是投入负荷的额定功率。
6.如权利要求1所述的一种含多种储能的风光储微电网的黑启动方法，其特征在于，步骤(5)中，投入风力发电机需要满足条件=PZPpZPLiimil^PvllminSPL,否则不投入风力发电机，其中，？￥是风力发电机输出功率，P pv是是光伏发电系统输出功率，P Li, min是锂电池输出的最小功率，PVK，min是液流电池输出的最小功率，P ^是投入负荷的额定功率。
【专利摘要】本发明公开了一种含多种储能的风光储微电网的黑启动方法，包括如下步骤：检查微电网黑启动条件，微电网开始黑启动；启动锂电池储能系统，投入敏感负荷；启动液流电池储能系统，依次投入剩余负荷；根据判定条件投入光伏发电系统；根据判定条件投入风力发电机。本发明综合利用风能、太阳能等可再生能源，减少环境污染，黑启动过程快速有效，系统的稳定性得到了大幅提高。
【IPC分类】H02J4-00
【公开号】CN104753087
【申请号】CN201510095679
【发明人】姜维, 陈飞, 陈泳洁, 胡斌, 杨苹, 周少雄
【申请人】联合光伏（深圳）有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月4日