微电网混合储能协调调频方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微电网系统的调频技术领域，特别涉及一种微电网混合储能协调调频 方法。
【背景技术】
[0002] 当今世界，经济高速发展，科技大步伐前进。然而粗放型的经济增长模式造成了环 境污染和能源危机，因此能源结构的调整成为必需，太阳能、风能等环境友好型和可再生型 新能源正逐步代替传统化石能源而成为能源主体。新能源具有分布分散、间歇性强、波动性 大的特点，直接并入大电网势必影响大电网的电能质量和供电稳定性，而新兴的微电网技 术，被认为能够有效地解决新能源的利用问题。
[0003] 和大电网相比，微电网最大的特点就是容量小，因此供电稳定性和电能质量都相 对较差。为了维持微电网系统频率的稳定，需要使用调频设备来平衡微电网的功率。储能 设备既能够吸收功率，又能够发出功率，因此非常适合用于微电网系统的调频。
[0004] 不同的储能设备具有不同的特点，因此在用于微电网系统的调频时，不同储能设 备的调频性能也各不相同。
[0005] 相关技术中，要么仅仅采用了飞轮储能装置，不涉及混合储能的调频技术。要么仅 仅从系统角度给予了论述，并不涉及具体的混合储能控制方法。要么仅仅设计两种储能方 式，因此情况比较简单。然而，微电网中的储能方式往往是多种多样的，包括抽水蓄能、蓄电 池、飞轮储能、超级电容、压缩空气储能等，蓄电池又可包括铅酸蓄电池、全钒液流电池、钠 硫电池等，针对更为复杂的混合储能设备则无法适用。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
[0007] 为此，本发明的目的在于提出一种微电网混合储能协调调频方法。该方法将不同 类型的储能设备进行统一管理，运用于微电网系统当中，进行微电网的调频工作，实现微电 网系统频率的稳定。
[0008] 为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种微电网混合储能协调调频方法， 所述微电网包括分布式电源、电力电子变流器、交流负荷、直流负荷和混合储能设备，所述 混合储能设备至少包括第一类型储能装置、第二类型储能装置和第三类型储能装置，所述 方法包括以下步骤：根据所述微电网中交流母线的当前电压频率和频率参考值得到所述混 合储能设备需要发出或吸收的总功率；利用预设的低通滤波器和高通滤波器对所述混合储 能设备需要发出或吸收的总功率进行分配，其中，由所述低通滤波器分配的第一功率由所 述第一类储能装置发出或吸收，由所述低通滤波器和所述高通滤波器分配之后剩余的第二 功率由所述第二类储能装置发出或吸收，由所述高通滤波器分配的第三功率由所述第三类 储能装置发出或吸收。
[0009] 另外，根据本发明上述实施例的微电网混合储能协调调频方法还可以具有如下附 加的技术特征：
述T1为所述低通滤波器Gi的时间常数，所述T2为所述高通滤波器G2的时间常数。
[0011] 在一些示例中，所述第一类储能装置至所述第三类储能装置的能量密度依次减 小，所述第一类储能装置至所述第三类储能装置的响应速度依次增大。
[0012] 在一些示例中，所述第一类储能装置为抽水蓄能电站、所述第二类储能装置为铅 酸蓄电池、所述第三类储能装置为飞轮储能设备。
[0013] 在一些示例中，还包括：调整所述低通滤波器G1的时间常数Ti和所述高通滤波器 G2的时间常数T2，以使所述第一类储能装置的荷电状态、第二类储能装置的荷电状态和所 述第三类储能装置的荷电状态满足预定条件。
[0014] 在一些示例中，调整后的所述低通滤波器G1的时间常数T/为IchpssI^abiT1，调整后 的所述高通滤波器G2的时间常数T2'为kUB2kFESST2;
[0015] 所述预定条件为：
[0016] SOChnin<S0CHPSS<S0CHnax,
[0017] SOCb 議<S0CLAB〈S0CB _，
[0018] SOCfnin<socFESS<socFnax；
[0019] 其中，kHPSS是由所述抽水蓄能电站的荷电状态所决定的所述低通滤波器G1的时间 常数调整系数，所述kUBJPkUB2分别是由所述铅酸蓄电池的荷电状态所决定的所述低通滤 波器G1的时间常数调整系数和所述高通滤波器G2的时间常数调整系数，所述1^是由所述 飞轮储能设备的荷电状态所决定的高通滤波器G2的时间常数调整系数，所述SOCh_、SOCh _、SOCb_、SOCb_、SOCf_、SOCf_分别是所述抽水蓄能电站、所述铅酸蓄电池和所述飞轮 储能设备的荷电状态的优化区间的下限和上限，所述30(^^是所述抽水蓄能电站的荷电状 态，所述SOCw^所述铅酸蓄电池的荷电状态，所述SOC_是所述飞轮储能设备的荷电状 O
[0020] 在一些示例中，还包括：根据所述抽水蓄能电站、所述铅酸蓄电池和所述飞轮储能 设备的荷电状态的优化区间的下限和上限分别将所述第一类储能装置至所述第三类储能 装置需要发出或吸收的功率调整为sHPSSAPrafl，SwBAPrafJPsFESSAPraf3，其中，所述Shpss， Sub 和Sfess分别是由所述抽水蓄能电站、所述铅酸蓄电池和飞轮储能设备的荷电状态所决定的 功率调整系数。
[0021] 在一些示例中，当所述混合储能设备处于放电模式时，所述低通滤波器G1的时间 常数T1和所述高通滤波器G2的时间常数T2的调整规则通过查询放电模式下时间常数调整 规则表得到；当所述混合储能设备处于充电模式时，所述低通滤波器G1的时间常数Ti和所 述高通滤波器G2的时间常数T2的调整规则通过查询充电模式下时间常数调整规则表得到。
[0022]根据本发明实施例的微电网混合储能协调调频方法，将多个不同类型的储能方式 统一起来，用于微电网系统的调频。根据不同储能方式的响应速度，对调频所需功率进行了 分配，由各个储能设备协调完成微电网功率的平衡。并且结合各储能设备的能量状态，实现 了自适应的功率分配方法。该方法提高了微电网中储能设备的调频性能，提高了微电网供 电的电能质量和稳定性。
[0023] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0024] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中，
[0025] 图1为本发明一个实施例的微电网混合储能协调调频方法的流程图；
[0026] 图2为本发明一个实施例的微电网的示意图；
[0027] 图3为本发明一个实施例的微电网混合储能协调调频方法中混合储能设备调频 的控制原理图；以及
[0028] 图4为本发明另一个实施例的微电网混合储能协调调频方法中对滤波器的时间 常数调整规则的原理图。
【具体实施方式】
[0029] 下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0030] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于 附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所 指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发 明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要 性。
[0031] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可 以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语 在本发明中的具体含义。
[0032] 下面结合附图描述根据本发明实施例的微电网混合储能协调调频方法。
[0033] 图1是根据本发明一个实施例的微电网混合储能协调调频方法的流程图。
[0034] 在描述根据本发明实施例的微电网混合储能协调调频方法之前，首先对本发明实 施例的微电网的组成进行说明。如图2所示，为本发明一个实施例的微电网的示意图。微电 网包括分布式电源1、电力电