智能微网储能控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电能控制技术，具体地说，涉及一种智能微网储能控制方法。
【背景技术】
[0002] 当今，微电网技术作为能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，并因其具有成 本低、电压低以及污染小等特点，在电网环境复杂，电能质量欠佳的地区，正在获得日益广 泛的推广。
[0003] 通常，微电网是指多个分布式电源(容量较小)及其相关负载(储能装置、能量转换 装置、相关负荷和监控、保护装置等)按照一定的拓扑结构汇集组成的网络，通过静态开关 关联至常规电网。微电网作为完整的电力系统，依靠自身的控制及管理供能实现功率平衡 控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等方面的功能。
[0004] 为使微网能达到预期稳定效果，通常需要微网本身配置储能装置。电池是电能的 最常用的储能装置。然而传统的电池储能技术与算法均比较单一，对于电池荷电状态的计 算存在较大误差，造成对微网的稳定缺乏有力保障，以及储能装置与微网的运行协调性不 强。
[0005] 中国专利申请201210534988.0记载了一种智能微网调度实时修正方法，检测储能 设备的荷电状态和电压，并据此生成储能逆变器的待机或启动指令，进而调整所述储能逆 变器，获得调整前后该储能逆变器的最大可用功率;继而获取当前上网功率，并与预设的安 全阈值相比较，以确定空闲光伏或风机的接入或切除;并做进一步的调整。如此在实时检测 和实时修正调整结果的基础上，实时采集各个设备、器件的运行参数信息，与调度结果结 合，对调度指令实行实时修正，最终使上网功率在所述安全阈值以下，从而避免对储能寿命 的损耗。
[0006] 然而，用电用户的随意性与电能供应的稳定性二者之间存在着固有矛盾，不断地 考验着微网和电网的负荷能力。也正是由此，相应地就引发出对电能实行控制及稳定性问 题。电能的稳定是对微网基本的要求，特别是在对于断电敏感的器件，如计算机，智能设备， 或者是数据机房等，对电能质量的要求是非常高的，并由此而需要一种管理机制，使之能够 为微网提供一种的安全、高效、稳定的电能。
【发明内容】
[0007] 爲解决现有技术存在的不足，本发明提出一种智能化微网储能控制方法。能够对 用电器件用电情况的实时检测、微网的控制、以及电池的储能技术。
[0008] 本发明通过以下技术方案予以实现： 一种智能微网的储能控制方法，包含以下步骤： 步骤一:连接包含高速通断模块D1、高速通断模块D2、中心监控单元、PWM整流器、双向 DC-DC变换器1、双向DC-DC变换器2、蓄电池模块、超级电容模块、能量均衡器等的基本硬件 电路； 步骤二：中心监控单元监控微网的基本概况，并将微网的运行状态和运行策略发送给 每一个模块，转至步骤三； 步骤三:能量均衡器通过实时跟踪记录法进行电池与超级电容的荷电状态的测量和计 算，转至步骤四； 步骤四：网前端高速通断模块D1实时监控电网质量，检测信息回传至中心监控单元，中 心监控单元查询电池的荷电状态，并且，若电池模块或超级电容模块荷电状态低于预设值， 转至步骤五;若荷电状态高于预设值，转至步骤八； 步骤五：中心监控单元控制高速通断模块D2关闭，能量均衡器控制双向DC-DC变换器2 为超级电容模块充电至饱和，能量均衡器转向控制双向DC-DC变换器1为电池模块充电至饱 和，转至步骤六； 步骤六：中心监控单元控制停止双向DC-DC变换器1和双向DC-DC变换器工作，能量均衡 器测量静置电池和超级电容的开路电压，并通过开路电压进行电容和电池的SOC计算，转至 步骤七； 步骤七:能量均衡器用开路电压计算的SOC对实时跟踪记录法计算的SOC进行修正，并 更新相应的参数表，转至步骤八； 步骤八:网前端高速通断模块D1若检测到电网电能质量合格，转至步骤二，若检测到电 网电压跌落，立即断开高速通断模块D1，并将信息传至中心监控单元，转至步骤九； 步骤九：能量均衡器控制开启双向DC-DC变换器用超级电容为微网供电，并控制DC-DC 变换器1工作，逐步开启电池模块为微网供电;转至步骤十； 步骤十：中心监控单元检测微网的用电状况和其他供电设施的供电状况，确定是否开 启备用发电机。
[0009]上述本发明方法步骤一中所述的能量均衡器与所述的双向DC-DC变换器1、双向 DC-DC变换器2，通过硬件相连，实现内部控制器的信息同步。
[0010]上述本发明方法步骤四所述的高速通断模块D1，步骤五所述的高速通断模块D2分 别拥有独立的检测电路和通信电路，能够在外电网断电情况下进行检测、通讯和开关工作。
[0011] 上述本发明方法步骤六所述测量静置电容和电池 S0C，其中所需的静置时间，由电 池型号和训练经验值预设于能量均衡器的存储器中。
[0012] 上述本发明方法步骤四所述的中心监控单元查询电池和超级电容的荷电状态，查 询的荷电状态为经修正后的实时跟踪记录法得来的荷电状态。
[0013] 本领域技术人员可以理解，按照本发明的智能微网的储能控制方法，是集微网协 调控制、储能管理、能量平衡于一身的算法。控制方法协调微网的内部控制与能量平衡，建 立储能、微网、电网的能量模型，将独立的能量控制融合于一个系统中稳定而又有效的运 行。
[0014] 与传统的微网控制方法相比，本发明本方法使微网运行更加安全可靠，对储能器 件的能量估计更加准确，使电网、储能器件、以及微网内部发电器件并行运行更加的协调与 稳定，而且算术方法运用了简易的框架结构，令软硬件的搭配更加实用，可以更好地在各种 平台中实现。
[0015] 采用上述本发明智能化微网储能控制方法，在充分体现分布式电源与可再生能源 的大规 模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给的同时，实现小型电力运行管理系统 对用电进行智能化控制，将可再生能源的自由利用和常规能源的高效利用结合起来，形成 自我控制、保护和管理的自治系统。
【附图说明】
[0016]为了进一步理解上述本发明智能化微网储能控制方法，以下将结合附图，并通过 具体实施例予以详细地说明。其中， 图1示出爲实现本发明智能化微网储能控制方法的硬件结构框图； 图2示出本发明智能化微网储能控制方法流程图的一种具体实施例。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图，通过对具体实施例的描述，使本领域普通技术人员进一步理解上 述本发明技术方案。
[0018] 按照本发明，爲实现智能微网的储能控制方法的实质在于，微网通过通讯网络，将 各个模块控制信息集中于一块，以中心监控单元为核心进行数据记录、数据分析、以及协调 控制。中心监控单元之外，各电路有各自的处理器，能进行初次的计算和记忆。
[0019] 爲实现这种智能化控制方法，图1的方框图示出一种实现本发明智能化微网储能 控制方法的相应硬件拓扑结构。如图1所示，该硬件拓扑结构包括:高速通断模块D1、高速通 断模块D2、中心监控