一种含多类储能的并网型风光储微电网的能量管理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微电网能量管理技术领域，尤其是一种含多类储能的并网型风光储微 电网的能量管理方法。
【背景技术】
[0002] 为了缓解能源危机，构建可持续能源系统，同时满足用户对电力的多样性需求，可 再生能源分布式发电及微型电网系统越来越受到重视。微电网可W促进可再生能源的分布 式发电的并网运行，提高可再生能源的利用。可再生能源的利用、节能和环保是我国长期科 技发展计划的重要研究领域。微电网是一种新的分布式能源组织方式和结构，通过将地域 相近的一组微电源、储能装置与负荷结合起来进行协调控制，微电网对大电网表现为"电网 友好型"的单个可控集合，可与大电网进行能量的交换。
[0003] 在正常情况下，微电网并网运行，由大电网提供刚性的电压和频率支撑，微电网的 微电源工作在电压源或电流源状态，在能量管理系统控制下，调整各自的功率输出。微电 网和大电网共同承担内部负荷。微电网能量管理系统应预先确定其分布式微电源的功率 输出值，合理分配设定值给各个微电源。并监控公共连接点（pointofcommoncoupling, PCC)的电量参数，当出现微电网无功功率不平衡时，并确定无功补偿量，分配该个值于储能 装置，使储能装置发无功功率，维持系统无功功率平衡和电压稳定。并根据并网运行模式下 微电源协调控制策略投切微电源。
[0004] 经济运行是微电网系统追求的一个重要目标。在微电网系统中，由于分布式发电 单元及储能装置的种类繁多，而且每种分布式能源和储能装置的特性又各不相同，必须要 建立新的能量管理优化模型才能适应微电网经济运行的要求；同时，在W可再生能源为主 的微电网系统中，还需要考虑可再生能源利用率最大化等运行优化策略，W确保微电网高 效、经济地运行。国内外许多学者提出了多种能量管理方法，常用的有；1、根据系统电气参 数和分布式电源种类进行目标优化；2、根据经济性原理和系统建设成本进行管理；3、对分 布式电源、负荷、储能装置进行优先调度权分级，根据分级进行能量管理。但一天内的电价 信息和负荷情况都会发生变化，一般方法没有对该种电价信息和负荷情况进行深入分析和 详细规划，因此难W做到一天之内的最优能量管理。
[0005] 经对现有技术文献的检索发现，含分布式发电的微电网能量管理多目标优化(王 新刚，艾芋，徐伟华，韩鹏.含分布式发电的微电网能量管理多目标优化[J].电力系统 保护与控制，2009, 10:79-83.)针对分布式电源的运行特性，将不同类型的电源区别对待， 进行多目标优化，W达到整个微电网的最优化运行；可靠性与经济性相协调的微电网能 量优化(言大伟，韦钢，胡吟，张蠢.可靠性与经济性相协调的微电网能量优化[J].电力 系统自动化，2012, 04:18-23.)提出一种可靠性与经济性相协调的微电网能量优化方法， 权衡停电损失和投资运行费用，得到微电网等年值费用最小时各类微电源的最佳运行容 量和供电策略；微电网能量管理系统功能结构体系研究与设计(牛焕娜，黄秀琼，杨仁刚， 唐云峰，冯小明，杨明瞧.微电网能量管理系统功能结构体系研究与设计[J].可再生能 源，2013, 06:47-51.)根据微电网系统内各类型分布式电源享受的优先调度权分级、负荷分 级W及主网系统电价类型的不同选择，不同的能量调度策略，确定相应的优化调度模型，采 用有效的算法求解未来不同调度周期的最优运行计划，包括对微电网内可调度型单元的日 前出力计划、储能装置日前调度计划和实时调度计划。W上的方法和技术都没有根据电价 信息进行深入分析和详细规划，只在分布式电源、负荷、储能装置等结构上W及经济性方面 进行分析，没有对一天之内的微电网运行情况进行深入分析和提出详细的能量管理方案。
[0006] 针对W上不足，本发明综合考虑一天内分布式电源、负荷、储能装置和电价信息的 变化情况，根据电价信息进行分段，对不同的分段实行不同的能量管理策略，实现在不同分 段下微电网的能量管理。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种含多类储能 的并网型风光储微电网的能量管理方法。
[0008] -种含多类储能的并网型风光储微电网的能量管理方法，其包括如下步骤： (1) 根据电价信息将24小时划分为高电价段、平电价段W及谷电价段；并设定微电网 中央控制器的能量管理实时调度周期； (2) 在微电网的实时调度运行过程中，实时监测风力发电、光伏发电、液流电池储能装 置、裡电池储能装置的出力，并监测储能装置的荷电状态（Stateofcharge,S0C)值；根据 当前时刻所处的电价段对于微电网的运行进行实时调度； (3) 考虑到实时电价信息；在高电价段的能量管理策略，优先利用风力发电或光伏发电 形式给负荷供电，若有多余功率则储存在储能装置中，若功率不足则利用储能装置向微电 网放电，若储能装置放电功率不足，则通过向大电网购电，W满足微电网运行的需要；在平 电价段的能量管理策略，优先利用风力发电或光伏发电形式给负荷供电，判断下一时段是 谷电价段或高电价段，下一时段若为谷电价段，则微电网平电价段的能量管理采用高电价 段的能量管理策略，下一时段若为高电价段，则微电网平电价段的能量管理仍采用高电价 段的能量管理策略，并对液流电池储能装置和裡电池储能装置进行充电，保证两个装置的 S0C处于正常值；在谷电价段的能量管理策略，通过向大电网购电满足负荷用电，并通过大 电网购电对储能装置进行充电。
[0009] 进一步地，微电网在高电价段的能量管理调度策略包括如下步骤： (a) 检测微电网的净负荷，若是微电网的净负荷大于0,则优先利用液流电池储能装置 放电，W满足微电网的净负荷需求，若是液流电池储能装置的放电功率不能满足运行要求， 则通过裡电池储能装置放电满足微电网的净负荷需求，若是裡电池储能装置的放电功率不 能满足运行要求，则通过向大电网购电来满足微电网的净负荷需求； (b) 若微电网的净负荷小于0,则优先利用液流电池储能装置充电，检测液流电池储能 装置功率是否满足微电网的净负荷需求，若满足，则根据净负荷确定液流电池储能装置充 电功率并充电，若不满足，液流电池储能装置W最大充电功率进行充电，微电网中央控制器 计算剩余的净负荷需求，判断裡电池储能装置的充电功率是否满足剩余的净负荷需求，若 满足，则根据剩余的净负荷需求确定裡电池储能装置的充电功率并充电，若不满足，裡电池 储能装置W最大充电功率进行充电，微电网中央控制器判断光伏发电是否有出力，若是，贝U 对光伏发电进行限功率运行。
[0010] 进一步地，微电网在谷电价段的能量管理策略，由于本微电网中可再生能源主要 是光伏发电，而大电网的谷电价段处于24小时内的午夜到凌晨时段，此时光伏发电没有出 力，风力发电出力较小，因此在谷电价段微电网中可再生能源几乎没有出力，主要是充分利 用大电网的电能充分满足负荷用电的同时，恢复液流电池储能装置和裡电池储能装置的 S0C到正常值。
[0011] 进一步地，微电网在平电价段的能量管理策略包括如下步骤： (1) 若该平电价段的下一时段是微电网的谷电价段，则微电网的能量管理采用高电价 段的能量管理策略，W降低微电网从大电网中的购电成本； (2) 若该平电价段的下一时段是微电网的高电价段，仍采用微电网在高电价段的能量 管理策略，若微电网有多余功率则储存在液流电池储能装置和裡电池储能装置中，若微电 网功率不足则利用大电网电能对液流电池储能装置和裡电池储能装置进行充电，需要保证 微电网中液流电池储能装置和裡电池储能装置的S0C处于正常值。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有W下效果：提供一种含多类储能的并网型风光储微 电网的能量管理方法，综合考虑一天内分布式电源、负荷、储能装置和电价信息的变化情 况，根据电价信息进行分段，对不同的分段实行不同的能量管理策略，实现在不同分段下微 电网的能量优化管理。
【附图说明】
[0013] 图1是一种含多类储能的并网型风光储微电网的能量管理策略框图； 图2是高电价段的能量管理策略； 图3是谷电价段的能量管理策略； 图4是平电价段的能量管理策略； 图5是微电网并网运行能量管理仿真波形图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例及附图，对本发明作进一步详细的说明，但本发明的实施方式和 不限于此。
[0015] 一种含多类储能的并网型风光储微电网的能量管理策略如图1所示。W下仅仅作 为上述技术方案的一种实例。
[001引第一步：将一天内的电价划分为高电价段、平电价段W及谷电价段；并设定微电 网中央控制器的能量管理实时调度周期；在微电网的实时调度运行过程中，实时监测风力 发电、光伏发电和液流电池储能装置、裡电池储能装置的出力，并监测储能装置的S0C值； 根据当前电价信息，判断目前所处阶段，若为高电价段，则直接执行第二步高电价段的能量 管理策略；若为谷电价段，则直接执行第S步谷电价段的能量管理策略；若为平电价段，贝U 直接执行第四步平电价段的能量管理策略； 第二步：高电价段的能量管理策略如图2所示，先检测微电网的净负荷； (a)若微电网的净负荷大于0,则优先利用液流电池储能装置进行放电，检测液流电池 储能装置输出功率是否满足微电网运行的需求，若满足，则液流电池储能装置根据净负荷 确定放电功率，若不满足，液流电池储能装置w最大放电功率进行放电，微电网中央控制器 计算剩余的净负荷需求，判断裡电池储能装置的放电功率是否满足剩余的净负荷需求，若 满足，则根据剩余的净负荷需求确定裡电池储能装置的放电功率并放电，若不满足，裡电池 储能装置W最大放电功率进行放电，并通过向大电网购电来满足剩余的净负荷需求； (b)若微电网的净负荷小于0,则优先利用液流电池储能装置充电，检测液流电池储能 装置功率是否满足微电网的净负荷需求，若满足，则根据净负荷确定液流电池储能装置充 电功率并充电，若不满足，液流电池储能装置