一种基于分层储能的微电网功率波动平抑方法与流程

本发明属于微电网技术领域，特别涉及一种基于分层储能的微电网功率波动平抑方法。

背景技术：

微电网(Micro-Grid)也译为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。

以光伏发电或风电为主的微电网作为超高压、远距离、大电网供电模式的补充，代表着电力发展的新方向。风能和太阳能资源是清洁的可再生能源，但微电网与上级电网并网运行过程中，由于负荷、网络结构或分布式电源的出力变化等原因，往往会造成内部或与上级电网连接点功率的波动，尤其对于与区域配电网连接的高渗透光伏或风电微电网，其功率的波动将对区域配电网的稳定性、电能质量和负荷的持续供电等造成较大的影响。

随着微电网在电力系统中渗透率的不断提高，其对储能的需求愈来愈呈现多样化的发展趋势，典型方式之一是分布式储能和集中式储能的混合应用，以充分发挥不同储能方式对功率调节的技术优势，降低对功率波动调节的难度，满足功率和能量等多方面的需求。然而，尽管分布式储能和集中式储能协同运行的混合储能技术已引起国内外专家学者的关注，但在其共同作用下，对微电网功率波动平抑策略的研究还相对匮乏。

目前微电网功率波动的平抑主要通过调节分布式发电或储能装置的出力来进行，而由于分布式储能对接入位置的环境、自然条件限制较少，接入电网的方式比较灵活，因此储能装置对微电网功率波动的平抑大都以分布式储能为主。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于分层储能的微电网功率波动平抑方法，用于解决平抑微电网功率波动难度较大的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于分层储能的微电网功率波动平抑方法，该方法包括以下步骤：

(1)对光储一体机分配目标功率，调节光伏发电；

(2)当光储一体机功率发生波动，与光储一体机目标功率不一致时，对应的分布式储能通过充电或放电，对波动的功率进行平抑，使光储一体机的功率与目标功率保持一致；

(3)当分布式储能对功率波动的平抑能力不足或非重要负荷的变化使PCC处的功率发生波动，与PCC处给定的目标功率不一致时，通过集中式储能通过充电或放电，对波动的功率进行平抑，使PCC处的功率与PCC处给定的目标功率保持一致；

(4)当集中式储能对功率波动的平抑能力不足时，则通过投切非重要负荷来平抑PCC处功率的波动。

进一步地，当光储一体机中光伏发电的输出功率大于光储一体机的目标功率时，将多余的功率输入对应的分布式储能装置；反之，对应的分布式储能装置输出功率，对光储一体机的功率波动进行平抑。

本发明的有益效果是：

本发明通过给微电网配置分布式和集中式储能，一方面能够实现分层平抑微电网功率的波动，提高对微电网与区域配电网交换功率波动整体平抑的灵活性，有利于保障微电网快速的响应上级调度计划；另一方面能够实现分区平抑微电网内部功率的波动，降低微电网功率波动平抑的复杂度，提高了协调控制的灵活性，保障了微电网能够快速的响应调度计划，降低了对区域配电网造成的负面影响。

附图说明

图1为微电网系统构架示意图；

图2为微电网功率调节整体流程示意图；

图3为分布式储能平抑微电网功率波动流程图；

图4为集中式储能平抑微电网功率波动流程图；

图5为投切非重要负荷平抑功率波动流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

本发明的一种基于分层储能的微电网功率波动平抑系统，具体的如图1所示，该系统包括区域配电网和微电网，区域配电网与微电网通过公共连接点PCC连接，微电网包括光储一体机，光储一体机包括光伏发电系统和对应的分布式储能及变流器构成，通过连接线与外部的DC/AC逆变器进行功率变换，微电网还包括集中式储能、重要负荷和非重要负荷、断路器，其中集中式储能通过DC/AC逆变器与微电网母线连接，非重要负荷允许自由投切，重要负荷为需要可持续供电的负荷。

本发明的一种基于分层储能的微电网功率波动平抑方法的实施例：

微电网将调度计划功率和内部负荷功率通过DC/AC逆变器分配给相应的光储一体机，光储一体机根据给定的目标功率调节光伏发电，若光储一体机提供的功率与目标功率不一致，则对应的分布式储能通过充电或放电，进行出力调节，以平抑功率的波动；若对应的分布式储能平抑能力不足或非重要负荷的变化而使PCC的功率与调度计划目标功率不一致时，集中式储能进行出力调节，以平抑微电网PCC的功率波动；若集中式储能平抑能力不足，则通过投切微电网内的非重要负荷来平抑PCC处的功率波动，上述平抑微电网整体功率波动的流程如图2所示，具体的，该方法包括以下步骤：

(1)微电网将调度计划功率和内部负荷功率通过DC/AC逆变器分配给相应的光储一体机，光储一体机根据给定的目标功率调节对应的光伏进行发电。

(2)当光储一体机收到DC/AC逆变器传送的目标功率后，若光储一体机对应的光伏发电的功率大于光储一体机的目标功率，即P_光伏＞P_光储目标时，对应分布式储能装置充电，多余的功率将输入对应的分布式储能装置，使光储一体机功率P_光储＝P_光储目标，此时输入功率P_分布输入＝|P_光储目标-P_光伏|；若光储一体机对应的光伏发电的功率小于或等于光储一体机的目标功率，即P_光伏≤P_光储目标时，对应分布式储能放电，分布式储能装置将多余的功率输出，使光储一体机功率P_光储＝P_光储目标，此时输出功率P_分布输入＝P_光储目标-P_光伏，对波动的功率进行平抑，使光储一体机的功率与目标功率保持一致，上述调节流程如图3所示。

(3)当分布式储能平抑功率波动的能力不足或非重要负荷的变化，使得区域配电网即PCC的功率与PCC的目标功率不一致时，通过集中式储能输入或输出功率，实现平抑PCC功率波动的目标。若PCC处功率P_CC>P_目标，则集中式储能充电，输入功率P_集中输入＝|P_目标-P_CC|，使PCC处功率P_CC＝P_目标；若PCC处功率P_CC≤P_目标，则集中式储能放电，输出功率P_集中输入＝P_目标-P_CC，使PCC处功率P_CC＝P_目标，上述平抑功率波动的流程如图4所示。

(4)当集中式储能收到PCC处的功率调节值P_调(P_调＝P_目标-P_CC)进行平抑功率波动时，若集中式储能平抑PCC功率波动的能力不足，则通过投切微电网内的非重要负荷来平抑PCC处的功率波动。若集中式储能充电功率大于PCC处的功率调节值时，即P_集中充电＞P_调，则调节P_集中充电，使P_集中充电＝P_调，若P_集中充电≤P_调，则投入非重要负荷，使得P_{投非重要负荷}+|P_集中充电|＝|P_调|；若集中式储能放电功率大于PCC处的功率调节值时，即P_集中放电＞P_调，则调节P_集中放电，使P_集中放电＝P_调，若P_集中放电≤P_调，则切除非重要负荷，使得P_{投非重要负荷}+P_集中放电＝P_调，上述调节流程如图5所示。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。