微电网的运行控制方法、系统、设备和介质与流程

1.本发明涉及微电网技术领域，尤其涉及一种微电网的运行控制方法、系统、设备和介质。


背景技术：

2.在“双碳”目标的驱动下，用户侧工商业园区(或工厂厂区)纷纷开始建设低碳(或零碳)园区，而在园区建设光伏储能一体的微电网是实现低碳(或零碳)园区的基本方式。
3.建设了光伏发电、电池储能后，加上现有的一些可切除用电负荷，园区能源管理就面临着一个怎样对包括光伏发电、电池储能和可切除用电负荷在内的这些能源资源设施进行协调优化控制，为微电网制定什么样的控制策略以达到最大使用效能的问题。由于电池储能是微电网的主要调节手段，控制策略主要就体现在需要为电池储能制定什么样的充放电策略。
4.现有的微电网的控制策略，基本都是静态的、粗颗粒度的，即电池储能的充放电的切换时间点、充放电倍率等相关参数是预先设置好的，不能随实时运行状态自动做出优化调整修正，对于可切除用电负荷的切除(即断开)也类似。在这样传统的策略控制下，微电网能源资源的利用效能难以达到优化，甚至容易对设备造成损伤，例如会产生储能电池的过充、过放等情况。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中微电网的控制策略不够灵活，不能随实时运行状态自动做出优化调整修正，微电网能源资源的利用效能难以达到优化的缺陷，提供一种微电网的运行控制方法、系统、设备和介质。
6.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
7.第一方面，提供一种微电网的运行控制方法，所述运行控制方法包括：
8.获取储能电池对应的初始优化参数，以及所述微电网在未来设定时长内的设定功率预设曲线；
9.其中，所述设定功率预设曲线包括光伏发电功率曲线和用电负荷功率曲线；
10.基于所述设定功率预设曲线获取所述微电网在设定时长内的目标功率预设曲线；
11.基于所述目标功率预设曲线、所述初始优化参数、所述微电网的当前运行模式和当前时刻，生成所述微电网中设定设备在所述当前时刻下的目标控制策略，以对所述微电网进行运行调节控制；
12.其中，所述设定设备包括所述储能电池。
13.较佳地，所述获取储能电池对应的初始优化参数的步骤具体包括：
14.基于所述储能电池的当前工作状态参数和预设电化学模型，计算得到所述储能电池在所述当前时刻的电池健康表征参数；
15.基于所述电池健康参数和预设健康标准确定所述储能电池的当前健康状态；
16.获取所述储能电池在前一时刻的预设电池参数，基于所述储能电池的所述当前健康状态优化所述预设电池参数以得到所述初始优化参数。
17.较佳地，所述当前工作状态参数包括所述储能电池的电压、电流和温度中的至少一种；
18.所述电池健康表征参数包括所述储能电池的内阻和/或soc(state of charge，荷电状态)；
19.所述预设电池参数包括所述储能电池的充放电电流倍率、放电深度、循环区间和充放电截止电压中的至少一种。
20.较佳地，所述运行控制方法还包括：
21.获取所述微电网在历史设定时长内的历史运行数据；
22.获取所述历史设定时长内的不同历史时刻下的光伏发电历史数据，并生成所述未来设定时长内的所述光伏发电功率曲线；
23.获取所述历史设定时长内的不同历史时刻下的用电负荷历史数据，并生成所述未来设定时长内的所述用电负荷功率曲线。
24.较佳地，所述生成所述微电网中设定设备在所述当前时刻下的目标控制策略，以对所述微电网进行运行调节控制的步骤具体包括：
25.当所述微电网的当前运行模式为并网模式时，判断所述微电网是否处于预设应急工作模式，若否，则基于非应急控制策略对所述微电网进行运行调节控制；
26.其中，所述非应急控制策略基于所述当前时刻所属的不同时段和所述当前时刻下不同的光伏发电状态确定；
27.所述预设应急工作模式为所述用电负荷的总功率大于预设功率阈值时对应的工作模式。
28.较佳地，所述基于非应急控制策略对所述微电网进行运行调节控制的步骤具体包括：
29.获取所述微电网中光伏发电设备的实际发电功率，基于所述实际发电功率判断所述光伏发电设备的所述光伏发电状态；
30.基于所述光伏发电状态和所述当前时刻所属的时段选取对应的非应急控制策略；
31.若所述当前时刻为峰时段且所述光伏发电状态为光伏发电充足状态，则基于第一控制策略对所述微电网进行运行调节控制；和/或，
32.若所述当前时刻为峰时段且所述光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，则基于第二控制策略对所述微电网进行运行调节控制；和/或，
33.若所述当前时刻为平时段且所述光伏发电状态为光伏发电充足状态，则基于第三控制策略对所述微电网进行运行调节控制；和/或，
34.若所述当前时刻为平时段且所述当前时刻之后存在峰时段、且所述光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，则基于第四控制策略对所述微电网进行运行调节控制；和/或，
35.若所述当前时刻为平时段且所述当前时刻之后不存在峰时段、且光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，则基于第五控制策略对所述微电网进行运行调节控制；和/或，
36.若所述当前时刻为谷时段且所述光伏发电状态为光伏发电未运行状态，则基于第六控制策略对所述微电网进行运行调节控制。
37.较佳地，所述第一控制策略包括：依次控制所述微电网为所述用电负荷供电，为所述储能电池进行充电，为与所述微电网连接的外部电网供电；和/或，
38.所述第二控制策略包括：控制所述储能电池进行放电，并在所述储能电池放电结束后控制所述外部电网为所述用电负荷供电；和/或，
39.所述第三控制策略包括：依次控制所述微电网为所述用电负荷供电，为所述储能电池进行充电直至充满电，为与所述微电网连接的外部电网供电；和/或，
40.所述第四控制策略包括：控制所述外部电网为所述储能电池进行充电直至充满电；和/或，
41.所述第五控制策略包括：控制所述外部电网为所述储能电池进行充电并充电至预设电量；和/或，
42.所述第六控制策略包括：控制与所述微电网连接的外部电网为所述用电负荷供电并为所述储能电池进行充电直至充满电。
43.较佳地，所述生成所述微电网中设定设备在所述当前时刻下的目标控制策略，以对所述微电网进行运行调节控制的步骤还包括：
44.当判断出所述微电网处于应急工作模式时，则基于应急控制策略对所述微电网进行运行调节控制。
45.较佳地，所述基于应急控制策略对所述微电网进行运行调节控制的方法具体包括：
46.当所述设定设备包括可切除用电负荷时，断开所述可切除用电负荷与所述微电网的连接，若断开所述可切除负荷后所述总功率仍然大于所述预设功率阈值，则控制所述储能电池进行放电，并在所述储能电池的电量不足时进行告警；和/或，
47.当所述设定设备包括不可切除用电负荷时，控制所述储能电池进行放电，并在所述储能电池的电量不足时进行告警。
48.较佳地，所述生成所述微电网中设定设备在所述当前时刻下的目标控制策略还包括：
49.当所述微电网的当前运行模式为离网模式时，若所述储能电池中有剩余电量，则控制所述储能电池进行放电，并基于所述用电负荷的供电优先级为所述用电负荷供电，直至所述储能电池中无剩余电量；
50.若所述储能电池中无剩余电量，则进行告警。
51.较佳地，所述储能电池包括若干电池簇；所述获取储能电池对应的初始优化参数的步骤具体包括：
52.获取所述储能电池中每个所述电池簇对应的初始优化参数。
53.较佳地，所述运行控制方法还包括：
54.基于所述目标功率预设曲线中的目标光伏发电功率曲线和目标用电负荷功率曲线，选择目标充电时间段和目标放电时间段；
55.控制所述储能电池在所述目标充电时间段进行充电，以及在所述目标放电时间段进行放电。
56.第二方面，提供一种微电网的运行控制系统，所述微电网中包括若干设定设备，所述设定设备包括储能电池，所述运行控制系统包括：
57.设定功率获取模块，用于获取储能电池对应的初始优化参数，以及所述微电网在未来设定时长内的设定功率预设曲线；
58.其中，所述设定功率预设曲线包括光伏发电功率曲线和用电负荷功率曲线；
59.目标功率获取模块，用于基于所述设定功率预设曲线获取所述微电网在设定时长内的目标功率预设曲线；
60.控制策略生成模块，用于基于所述目标功率预设曲线、所述初始优化参数、所述微电网的当前运行模式和当前时刻，生成所述微电网中设定设备在所述当前时刻下的目标控制策略，以对所述微电网进行运行调节控制；
61.其中，所述设定设备包括所述储能电池。
62.较佳地，所述设定功率获取模块包括参数获取单元，所述参数获取单元用于基于所述储能电池的当前工作状态参数和预设电化学模型，计算得到所述储能电池在所述当前时刻的电池健康表征参数；
63.基于所述电池健康参数和预设健康标准确定所述储能电池的当前健康状态；
64.获取所述储能电池在前一时刻的预设电池参数，基于所述储能电池的所述当前健康状态优化所述预设电池参数以得到所述初始优化参数。
65.较佳地，所述当前工作状态参数包括所述储能电池的电压、电流和温度中的至少一种；
66.所述电池健康表征参数包括所述储能电池的内阻和/或soc；
67.所述预设电池参数包括所述储能电池的充放电电流倍率、放电深度、循环区间和充放电截止电压中的至少一种。
68.较佳地，所述设定功率获取模块包括曲线获取单元，用于获取所述微电网在历史设定时长内的历史运行数据；
69.获取所述历史设定时长内的不同历史时刻下的光伏发电历史数据，并生成所述未来设定时长内的所述光伏发电功率曲线；
70.获取所述历史设定时长内的不同历史时刻下的用电负荷历史数据，并生成所述未来设定时长内的所述用电负荷功率曲线。
71.较佳地，控制策略生成模块具体用于当所述微电网的当前运行模式为并网模式时，判断所述微电网是否处于预设应急工作模式，若否，则基于非应急控制策略对所述微电网进行运行调节控制；
72.其中，所述非应急控制策略基于所述当前时刻所属的不同时段和所述当前时刻下不同的光伏发电状态确定；
73.所述预设应急工作模式为所述用电负荷的总功率大于预设功率阈值时对应的工作模式。
74.较佳地，所述控制策略生成模块包括非应急控制模块，所述非应急控制模块用于获取所述微电网中光伏发电设备的实际发电功率，基于所述实际发电功率判断所述光伏发电设备的所述光伏发电状态；
75.基于所述光伏发电状态和所述当前时刻所属的时段选取对应的非应急控制策略；
76.若所述当前时刻为峰时段且所述光伏发电状态为光伏发电充足状态，则基于第一控制策略对所述微电网进行运行调节控制；和/或，
77.若所述当前时刻为峰时段且所述光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，则基于第二控制策略对所述微电网进行运行调节控制；和/或，
78.若所述当前时刻为平时段且所述光伏发电状态为光伏发电充足状态，则基于第三控制策略对所述微电网进行运行调节控制；和/或，
79.若所述当前时刻为平时段且所述当前时刻之后存在峰时段、且所述光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，则基于第四控制策略对所述微电网进行运行调节控制；和/或，
80.若所述当前时刻为平时段且所述当前时刻之后不存在峰时段、且光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，则基于第五控制策略对所述微电网进行运行调节控制；和/或，
81.若所述当前时刻为谷时段且所述光伏发电状态为光伏发电未运行状态，则基于第六控制策略对所述微电网进行运行调节控制。
82.较佳地，所述第一控制策略包括：依次控制所述微电网为所述用电负荷供电，为所述储能电池进行充电，为与所述微电网连接的外部电网供电；和/或，
83.所述第二控制策略包括：控制所述储能电池进行放电，并在所述储能电池放电结束后控制所述外部电网为所述用电负荷供电；和/或，
84.所述第三控制策略包括：依次控制所述微电网为所述用电负荷供电，为所述储能电池进行充电直至充满电，为与所述微电网连接的外部电网供电；和/或，
85.所述第四控制策略包括：控制所述外部电网为所述储能电池进行充电直至充满电；和/或，
86.所述第五控制策略包括：控制所述外部电网为所述储能电池进行充电并充电至预设电量；和/或，
87.所述第六控制策略包括：控制与所述微电网连接的外部电网为所述用电负荷供电并为所述储能电池进行充电直至充满电。
88.较佳地，所述控制策略生成模块具体还用于当判断出所述微电网处于应急工作模式时，则基于应急控制策略对所述微电网进行运行调节控制。
89.较佳地，所述控制策略生成模块还包括应急控制模块，所述应急控制模块用于当所述设定设备包括可切除用电负荷时，断开所述可切除用电负荷与所述微电网的连接，若断开所述可切除用电负荷后所述总功率仍然大于所述预设功率阈值，则控制所述储能电池进行放电，并在所述储能电池的电量不足时进行告警；和/或，
90.当所述设定设备包括不可切除用电负荷时，控制所述储能电池进行放电，并在所述储能电池的电量不足时进行告警。
91.较佳地，所述控制策略生成模块具体还用于当所述微电网的当前运行模式为离网模式时，若所述储能电池中有剩余电量，则控制所述储能电池进行放电，并基于所述用电负荷的供电优先级为所述用电负荷供电，直至所述储能电池中无剩余电量；
92.若所述储能电池中无剩余电量，则进行告警。
93.较佳地，所述储能电池包括若干电池簇；所述参数获取单元还用于获取所述储能
电池中每个所述电池簇对应的初始优化参数。
94.较佳地，所述微电网的运行控制系统还包括目标时段获取模块，所述目标时段获取模块用于基于所述目标功率预设曲线中的目标光伏发电功率曲线和目标用电负荷功率曲线，选择目标充电时间段和目标放电时间段；
95.控制所述储能电池在所述目标充电时间段进行充电，以及在所述目标放电时间段进行放电。
96.第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现上述任一所述的微电网的运行控制方法。
97.第四方面，提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时实现上述任一所述的微电网的运行控制方法。
98.本发明的积极进步效果在于：
99.本发明的微电网的运行控制方法，通过获取储能电池对应的初始优化参数，结合微电网在设定时长内的目标功率预设曲线、微电网的当前运行模式和当前时刻，生成微电网中设定设备在当前时刻下的目标控制策略，对微电网进行运行调节控制，实现了对微电网的灵活控制，实现了对储能电池运行参数的实时优化，实现了根据微电网的实时运行状态自动对微电网的控制策略进行优化、调整和修正，优化了微电网能源资源的利用效能，用户侧微电网在以上优化的定性加定量策略的控制下，可以提高用户侧工商业园区(工厂厂区)等的光伏发电和电池储能等能源设施的利用效能，缩短了能源设施的投资回报周期。
附图说明
100.图1为本发明实施例1提供的微电网的运行控制方法的第一流程示意图；
101.图2为本发明实施例1提供的微电网的运行控制方法的第二流程示意图；
102.图3为本发明实施例1提供的微电网的运行控制方法的第三流程示意图；
103.图4为本发明实施例1提供的微电网的运行控制方法的第四流程示意图；
104.图5为本发明实施例1提供的微电网的运行控制方法的第五流程示意图；
105.图6为本发明实施例1提供的微电网的运行控制方法的架构示意图；
106.图7为本发明实施例1提供的微电网的运行控制方法的第六流程示意图；
107.图8为本发明实施例1提供的微电网的运行控制方法的第七流程示意图；
108.图9为本发明实施例1提供的微电网的运行控制方法的第八流程示意图；
109.图10为本发明实施例1提供的微电网的运行控制方法中设定功率预设曲线的示意图；
110.图11为本发明本实施例2的微电网的架构示意图；
111.图12为本发明实施例2提供的微电网的运行控制系统的结构示意图；
112.图13为本发明实施例3提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
113.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
114.实施例1
115.本实施例的应用场景为对用户侧的微电网的运行控制，用户侧对应工商业园区、工厂厂区、医院和超市等。
116.图1为本实施例提供的微电网的运行控制方法的第一流程示意图，如图1所示，微电网的运行控制方法包括：
117.步骤101、获取储能电池对应的初始优化参数。
118.初始优化参数是储能电池充放电过程中的相关运行参数。
119.步骤102、获取微电网在未来设定时长内的设定功率预设曲线。
120.其中，设定功率预设曲线包括光伏发电功率曲线和用电负荷功率曲线，用电负荷功率曲线指的是微电网所在用户侧的包括可切除用电负荷和不可切除用电负荷在内的用电负荷设备对应的功率曲线。
121.步骤103、基于设定功率预设曲线获取微电网在设定时长内的目标功率预设曲线。
122.目标功率预设曲线中包括了目标光伏发电功率曲线和目标用电负荷功率曲线。
123.步骤104、基于目标功率预设曲线、初始优化参数、微电网的当前运行模式和当前时刻，生成微电网中设定设备在当前时刻下的目标控制策略，以对微电网进行运行调节控制。
124.其中，设定设备包括储能电池。
125.本实施例的微电网的运行控制方法，通过获取储能电池对应的初始优化参数，以及微电网在未来设定时长内的设定功率预设曲线，基于设定功率预设曲线获取微电网在设定时长内的目标功率预设曲线；基于目标功率预设曲线、初始优化参数、微电网的当前运行模式和当前时刻，生成微电网中设定设备在当前时刻下的目标控制策略，以对微电网进行运行调节控制；实现了对微电网的灵活控制，实时优化微电网中储能电池对应的初始优化参数，根据微电网的实时运行状态自动对微电网的控制策略进行优化、调整和修正，优化了微电网能源资源的利用效能，用户侧微电网在以上优化的定性加定量策略的控制下，可以提高用户侧工商业园区(工厂厂区)等的光伏发电和电池储能等能源设施的利用效能，缩短了能源设施的投资回报周期。
126.在一可选的实施方式中，图2为本实施方式提供的微电网的运行控制方法的第二流程示意图，如图2所示，上述步骤101具体包括：
127.步骤1011、基于储能电池的当前工作状态参数和预设电化学模型，计算得到储能电池在当前时刻的电池健康表征参数。
128.当前工作状态参数包括但不限于储能电池的电压、电流和温度，当前工作状态参数可以直接测量得出；电池健康表征参数包括但不限于储能电池的内阻和soc，电化学模型为现有模型，本领域的技术人员根据储能电池的当前工作状态参数和预设电化学模型，即可计算得到储能电池在当前时刻的电池健康表征参数。
129.步骤1012、基于电池健康参数和预设健康标准确定储能电池的当前健康状态。
130.储能电池的健康状态可以划分为预设健康档位，每个健康档位对应有各自的电池健康参数，例如，健康档位包括比较健康、中等健康和不健康，根据当前时刻的电池健康参数和预设健康标准确定储能电池的当前健康状态。
131.步骤1013、获取储能电池在前一时刻的预设电池参数，基于储能电池的当前健康
状态优化预设电池参数以得到初始优化参数。
132.预设电池参数包括但不限于储能电池的充放电电流倍率、放电深度、循环区间和充放电截止电压。初始优化参数是对预设电池参数进行优化后获得的。
133.根据储能电池前一时刻的预设电池参数和当前健康状态优化储能电池前一时刻的预设电池参数进而得到储能电池当前时刻的初始优化参数。
134.例如前一时刻储能电池的健康状态为比较健康，而当前时刻储能电池的健康状态为中等健康，由于能电池的健康状态发生了变化，因此需要适应性的调整储能电池的运行参数，即需要对储能电池前一时刻的预设电池参数进行调整和优化，进而得到与当前时刻储能电池健康状态相适应的运行参数，即对前一时刻的预设电池参数进行优化进而得到储能电池当前时刻的初始优化参数。随着储能电池健康状态的不断衰减，计算出的优化的电池充放电电流倍率、放电深度、循环区间、充放电截止电压等参数，实现了对储能电池运行参数的实时优化。
135.在一可选的实施方式中，图3为本实施方式提供的微电网的运行控制方法的第三流程示意图，如图3所示，上述步骤102具体包括：
136.步骤1021、获取微电网在历史设定时长内的历史运行数据。
137.历史运行数据包括但不限于关口电表数据(有功功率和用电量等)、光伏发电数据(有功功率等)、微电网现场的气象数据(温度、湿度、辐照强度等)、储能电池数据(历史设定时长内如过去1个月或1周的电压、电流、温度等)等。
138.步骤1022、获取历史设定时长内的不同历史时刻下的光伏发电历史数据，并生成未来设定时长内的光伏发电功率曲线。
139.步骤1023、获取历史设定时长内的不同历史时刻下的用电负荷历史数据，并生成未来设定时长内的用电负荷功率曲线。
140.基于历史运行数据，采用预设卡尔曼滤波模型(算法)得到未来设定时长内的设定功率预设曲线。例如对未来1到7天的微电网用电负荷功率和光伏发电功率进行预测，形成预测曲线。
141.其中，常规卡尔曼滤波的状态方程和观测方程为：
142.p
k+1
＝pk；
143.p
k+1
＝σ
k+1
*s’k
+μ
k+1
；
144.本发明的预设卡尔曼滤波模型对常规的常规卡尔曼滤波引入了一个增益量a，公式更新为：
145.pk＝p’k
+a(p
k-1-p’k
)；
146.并根据不同时刻的预测结果标准差，制定a值的自适应计算策略：
147.ak＝σk/max{σ
1,2,
…
k,
…n}
148.其中，k表示时刻，ak表示第k时刻的功率增益量，pk表示第k时刻的预测功率，p
k+1
表示第k+1时刻的预测功率，p
k-1
表示第k-1时刻的预测功率，n表示未来设定时长内的数据点总数，s’k
表示第k时刻的标准分，μ
k+1
表示观测噪声(扰动)，p’k
表示根据常规卡尔曼滤波算法得到的第k时刻预测功率值，是需要被修正的值，修正后的值具有更高的预测准确度，σk表示第k时刻的标准差，σ
k+1
表示第k+1时刻的标准差。
149.例如，未来设定时长为7天，每天有96个数据点，则7天数据点总数n＝7*96＝672。
150.本实施方式的微电网的运行控制方法，通过获取微电网在历史设定时长内的历史运行数据；获取历史设定时长内的不同历史时刻下的光伏发电历史数据和用电负荷历史数据，实现了基于历史设定时长内的历史运行数据对未来设定时长内光伏发电功率曲线和用电负荷功率曲线的预测，提高了光伏发电功率曲线和用电负荷功率曲线的预测准确率，便于根据预测的光伏发电功率曲线、电负荷功率曲线、初始优化参数、微电网的当前运行模式和当前时刻，生成微电网中设定设备在当前时刻下的目标控制策略，以对微电网进行运行调节控制。
151.在一可选的实施方式中，图4为本实施方式提供的微电网的运行控制方法的第四流程示意图，如图4所示，上述步骤104中生成微电网中设定设备在当前时刻下的目标控制策略，以对微电网进行运行调节控制的步骤具体包括：
152.步骤1041、当微电网的当前运行模式为并网模式时，判断微电网是否处于预设应急工作模式，若否，则执行步骤1042。
153.其中，预设应急工作模式为用电负荷的总功率大于预设功率阈值时对应的工作模式，此时用电负荷的需求功率超过了预设功率阈值，依据微电网中光伏发电设备的工作功率范围设定预设功率阈值。并网模式即微电网与外部电网处于连接状态，通过采集并网点开关的状态，可以判断出微电网处于离网模式还是并网模式，若并网点开关处于断开转态，则微电网处于离网模式；若并网点开关处于连接状态，则微电网处于并网模式。
154.步骤1042、基于非应急控制策略对微电网进行运行调节控制。
155.其中，非应急控制策略基于当前时刻所属的不同时段和当前时刻下不同的光伏发电状态确定。
156.时段是将每天的24小时进行划分，例如将每天的24个小时按照谷时段、峰时段和平时段进行划分，每个不同的时段对应的电费价格不同。例如，峰时段为：08:30-11:30、18:00-23:00，平时段为：07:00-08:30、11:30-18:00，谷时段为：23:00-7:00，并根据不同的时段设置不同的电价，具体时段的划分和电价以各个地区各个供电公司的具体划分为准，并及时跟踪各个地区各个供电公司对时段和电价划分的变动。光伏发电状态取决于微电网中光伏发电设备的工作功率，具体指光伏逆变器的输出功率。
157.本实施方式的微电网的运行控制方法，当微电网的当前运行模式为并网模式时，判断微电网是否处于预设应急工作模式，若否，则基于非应急控制策略对微电网进行运行调节控制，实现了对微电网的灵活控制，提高了光伏发电设备和储能电池的能效利用率，缩短了能源设备的投资回报周期。
158.在一可选的实施方式中，图5为本实施方式提供的微电网的运行控制方法的第五流程示意图，图6为本实施方式提供的微电网的运行控制方法的架构示意图，如图5和图6所示，上述步骤1042具体包括：
159.步骤10421、获取微电网中光伏发电设备的实际发电功率，基于实际发电功率判断光伏发电设备的光伏发电状态。
160.通过采集光伏逆变器的实际发电功率，与光伏逆变器的额定发电功率进行对比，可以评估出光伏逆变器是满发状态还是欠发状态，进而得知光伏发电状态是光伏发电充足状态、光伏发电不充足状态或是光伏发电未运行状态。
161.步骤10422、基于光伏发电状态和当前时刻所属的时段选取对应的非应急控制策
略。
162.根据当前时刻所属的不同时段和当前时刻下不同的光伏发电状态确定具体采用哪个非应急控制策略，例如当前时刻为10点，则根据10点所属的时段和此时的光伏发电状态确定具体采用哪个非应急控制策略。
163.步骤10423、若当前时刻为峰时段且光伏发电状态为光伏发电充足状态，则基于第一控制策略对微电网进行运行调节控制。
164.第一控制策略包括依次控制微电网为用电负荷供电，为储能电池进行充电，为与微电网连接的外部电网供电。
165.此时，光伏发电状态为光伏发电充足状态，光伏发电功率大于用电负荷功率，取光伏发电功率与用电负荷功率的差值、储能电池初始优化参数中的充电电流倍率(或折算成充电功率)两者中的最小值，按该最小值对储能电池进行充电，当储能电池达到充电截止电压时，储能电池切到静置状态。
166.步骤10424、若当前时刻为峰时段且光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，则基于第二控制策略对微电网进行运行调节控制。
167.第二控制策略包括控制储能电池进行放电，并在储能电池放电结束后控制外部电网为用电负荷供电。
168.此时，光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，光伏发电功率小于或等于用电负荷功率，控制储能电池按照初始优化参数中的放电电流倍率进行放电，直到储能电池达到放电截止电压(即电量放空，无剩余电量)。
169.若微电网有需量控制需求，则储能电池放电时需要为需量控制保留预设比例的电量，例如需量控制对应的需量功率为10000千瓦，预设比例为10％，则10000千瓦*10％＝1000千瓦，即储能电池放电时需要为需量控制保留1000千瓦的电量。
170.步骤10425、若当前时刻为平时段且光伏发电状态为光伏发电充足状态，则基于第三控制策略对微电网进行运行调节控制。
171.第三控制策略包括：依次控制微电网为用电负荷供电，为储能电池进行充电直至充满电，为与微电网连接的外部电网供电。
172.此时，光伏发电状态为光伏发电充足状态，光伏发电功率大于用电负荷功率，取光伏发电功率与用电负荷功率的差值、储能电池初始优化参数中的充电电流倍率(或折算成充电功率)两者中的最小值，微电网按该最小值对储能电池进行充电，当储能电池达到充电截止电压(即充满电)时，储能电池切到静置状态。优先控制微电网为用电负荷供电，其次为储能电池进行充电直至充满电，当还存在多出的功率时，为与微电网连接的外部电网供电。
173.若微电网有需量控制需求，不能因为储能电池的充电造成需量越限。即为微电网中储能变流器(或变压器)为用电负荷提供的功率和为储能电池充电的功率之和不能超出储能变流器的额定功率容量，否则会造成储能变流器的损坏，出现安全事故，此时，在保证用电负荷供电的情况下，降低对储能电池的充电功率。
174.步骤10426、若当前时刻为平时段且当前时刻之后存在峰时段、且光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，则基于第四控制策略对微电网进行运行调节控制。
175.第四控制策略包括控制外部电网为储能电池进行充电直至充满电。
176.此时，外部电网按照储能电池初始优化参数中的充电电流倍率对储能电池进行充电，当储能电池达到充电截止电压时，储能电池切到静置状态。
177.步骤10427、若当前时刻为平时段且当前时刻之后不存在峰时段、且光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，则基于第五控制策略对微电网进行运行调节控制。
178.第五控制策略包括控制外部电网为储能电池进行充电并充电至预设电量。
179.此时，外部电网按照储能电池初始优化参数中的充电电流倍率对储能电池进行充电，直到储能电池的电量达到为需量控制保留预设比例的电量后停止，储能电池切到静置状态。例如，储能电池充至为需量控制保留10％的电量后停止。
180.步骤10428、若当前时刻为谷时段且光伏发电状态为光伏发电未运行状态，则基于第六控制策略对微电网进行运行调节控制。
181.第六控制策略包括控制与微电网连接的外部电网为用电负荷供电并为储能电池进行充电直至充满电。
182.此时，外部电网为用电负荷供电，外部电网按照储能电池初始优化参数中的充电电流倍率对储能电池进行充电，当储能电池达到充电截止电压时，储能电池切到静置状态。
183.本实施方式的微电网的运行控制方法，当微电网的当前运行模式为并网模式时，且微电网没有处于预设应急工作模式时，通过根据当前时刻所属的不同时段和当前时刻下不同的光伏发电状态确定具体采用哪个非应急控制策略，实现了对微电网的灵活控制，提高了光伏发电设备和储能电池的能效利用率，缩短了能源设备的投资回报周期。
184.在一可选的实施方式中，图7为本实施方式提供的微电网的运行控制方法的第六流程示意图，如图7所示，当判断出微电网处于应急工作模式时，上述步骤104还包括：
185.步骤1043、基于应急控制策略对微电网进行运行调节控制。
186.在一可选的实施方式中，图8为本实施方式提供的微电网的运行控制方法的第七流程示意图，如图8和图6所示，上述步骤1043具体包括：
187.步骤10431、当设定设备包括可切除用电负荷时，断开可切除用电负荷与微电网的连接，若断开可切除用电负荷后总功率仍然大于预设功率阈值，则控制储能电池进行放电，并在储能电池的电量不足时进行告警。
188.可切除用电负荷即受控于微电网且可以切除的用电负荷。例如，设定设备中的某些空调设备属于可切除用电负荷，由于应急工作模式下，用电负荷的总功率大于预设功率阈值，用电紧张，因此，可以断开某些空调设备，以减少用电负荷。若断开可切除用电负荷后总功率仍然大于预设功率阈值，则控制储能电池按照初始优化参数中的放电电流倍率或者按照预设最大放电电流倍率进行放电，直到储能电池达到放电截止电压，并在储能电池的电量不足时进行告警。
189.步骤10432、当设定设备包括不可切除用电负荷时，控制储能电池进行放电，并在储能电池的电量不足时进行告警。
190.例如，设定设备中的负荷均为重要设备，不能随意断开，即包括不可切除用电负荷，此时，则直接控制储能电池按照初始优化参数中的放电电流倍率或者按照预设最大放电电流倍率进行放电，直到储能电池达到放电截止电压，并在储能电池的电量不足时进行告警。
191.本实施方式的微电网的运行控制方法，当微电网的当前运行模式为并网模式时，且微电网处于预设应急工作模式时，通过根据设定设备中是否包括可切除用电负荷确定具体采用哪个应急控制策略，实现了对微电网的灵活控制，提高了光伏发电设备和储能电池的能效利用率，缩短了能源设备的投资回报周期，提高了用电安全性。
192.在一可选的实施方式中，
193.上述步骤104还包括：图9为本实施方式提供的微电网的运行控制方法的第八流程示意图，如图9和图6所示，步骤104具体包括：
194.步骤1044、当微电网的当前运行模式为离网模式时，若储能电池中有剩余电量，则控制储能电池进行放电，并基于用电负荷的供电优先级为用电负荷供电，直至储能电池中无剩余电量。
195.此时，控制储能电池按照初始优化参数中的放电电流倍率或者按照预设最大放电电流倍率进行放电，并按照用电负荷的供电优先级为用电负荷供电，直到储能电池达到放电截止电压。
196.步骤1045、当微电网的当前运行模式为离网模式时，若储能电池中无剩余电量，则进行告警。
197.此时，储能电池中无剩余电量，进行告警。
198.本实施方式的微电网的运行控制方法，当微电网的当前运行模式为离网模式时，根据储能电池中是否有剩余电量选择具体的控制策略，实现了对微电网的灵活控制，提高了光伏发电设备和储能电池的能效利用率，缩短了能源设备的投资回报周期，提高了用电安全性。
199.在一可选的实施方式中，微电网的运行控制方法还包括：基于目标功率预设曲线中的目标光伏发电功率曲线和目标用电负荷功率曲线，选择目标充电时间段和目标放电时间段；控制储能电池在目标充电时间段进行充电，以及在目标放电时间段进行放电。
200.其中，目标充电时间段即储能电池充满电所需的时间大于设定功率预设曲线中对应的充电时段，目标放电时间段即储能电池放空电所需的时间大于设定功率预设曲线对应的放电时段。设定功率预设曲线包括光伏发电功率(预测)曲线和用电负荷功率(预测)曲线。
201.图10为本实施方式提供的微电网的运行控制方法中设定功率预设曲线的示意图。在图9中，t表示时间，p表示功率，l1表示用电负荷功率(预测)曲线，l2表示光伏发电功率(预测)曲线，t1、t2、t3、t4、t5和t6为某一具体的时刻。在t1到t2、t3到t4、t5到t6这三个时段内，光伏发电功率预测大于用电负荷功率预测，在理论上，这三个时段内储能电池可以处于充电状态。但在实际中，由于储能电池充满电需要一定的时间，若储能电池充满电所需的时间大于t1到t2、t5到t6两个时段，则在这两个时段内进行储能电池充电的话，不能确保一次性把储能电池充满电，虽然给电池充了一部分电，但后续会有放电阶段，增加了储能电池充放电切换的次数，对储能电池寿命有损伤。而t3到t4时段大于储能电池充满电所需的时间，则t3到t4时段则为目标充电时间段，在t3到t4时段进行充电，能确保一次性将储能电池充满电，并对电池寿命损伤最小。因此，从优化角度考虑，本发明的控制策略在t3到t4时段把储能电池设置成充电状态，而在t1到t2、t5到t6两个时段电池处静置状态。
202.在t2到t3、t4到t6这两个时段内，光伏发电功率预测小于用电负荷功率预测，在理
论上，这三个时段内储能电池可以处于放电状态。但在实际中，由于储能电池放空电需要一定的时间，若储能电池放空电所需的时间大于t2到t3这个时段，则在这个时段内进行储能电池放电的话，不能确保一次性把储能电池的电量放空，虽然电池只放了一部分电，但后续会有充电阶段，增加了储能电池充放电切换的次数，对储能电池寿命有损伤。而t4到t5时段大于储能电池放空电所需的时间，则t4到t5时段则为目标放电时间段，在t4到t5时段进行放电，能确保一次性将储能电池电量放空，并对电池寿命损伤最小。因此，从优化角度考虑，本发明的控制策略在t4到t5时段把储能电池设置成放电状态，而在t2到t3这个时段电池处静置状态。
203.本实施方式的微电网的运行控制方法，通过基于目标功率预设曲线中的目标光伏发电功率曲线和目标用电负荷功率曲线，选择目标充电时间段和目标放电时间段，控制储能电池在目标充电时间段进行充电，以及在目标放电时间段进行放电；实现了储能电池一次性充满电或一次性放空电，减少了储能电池充放电切换的次数，减少了充放过程对电池寿命的损伤，延长了电池的使用寿命，降低了微电网的运行维护成本。
204.实施例2
205.图11为本实施例的微电网的架构示意图。其中边缘计算终端负责数据采集、控制命令下发和通信，可以由高速数据采集传感器即数据处理器等构成，以达到对与微电网连接的储能变流器、可切除用电负荷、bms(电池管理系统)等设备的工作参数进行采集、计算和控制的等功能，当然，边缘计算终端也可以采用其他硬件设备构成，只要能实现上述功能即可。云计算平台(也可称为云端)负责数据转发与下载。
206.边缘计算终端主要有三个功能。一是南向接口：接入并采集微电网关口电表、光伏逆变器、储能变流器、bms、可切除用电负荷、气象仪等的实时数据。二是北向接口：把采集得到的实时数据转发上送到云计算平台，并从云计算平台下载得到微电网的光伏发电预测曲线、用电负荷预测曲线、基于储能电池健康状态的优化的充放电电流倍率、放电深度、循环区间、充放电截止电压等初始优化参数。三是执行边缘计算：根据微电网所在区域的电价政策、微电网当前的运行模式、所处的尖峰平谷电价时段，确定微电网的定性控制策略，部分选项可以人工设置，例如，充放电电流倍率、放电深度、循环区间、充放电截止电压等参数也可以人工设置，将人工设置好的参数作为备用的控制策略进行实施，以防出现突发情况，无法进行微电网的自动运行控制，提高微电网运行控制的可靠性。在此基础上，基于设定时长内的用电负荷预测曲线、光伏发电预测曲线，以及储能电池优化的充放电电流倍率、放电深度、循环区间、充放电截止电压等参数，制定出储能电池充放电电流倍率、充放电开始时间、充放电持续时间，可切除负荷的投切量、投切开始时间、投切持续时间等具体定量的控制策略，必要时，把具体定量的控制策略转换为控制命令并执行。
207.云计算平台主要有三个功能，一是数据采集汇聚存储：接收边缘计算终端上送的实时数据，汇聚存储成历史数据。二是功率预测功能，基于历史数据、气象数据等，对微电网的发电功率、用电负荷进行预测，生成未来设定时长内(例如未来1到7天)的光伏发电预测曲线和用电负荷预测曲线。三是诊断分析储能电池的健康状态，并进一步计算出优化的电池充放电电流倍率、放电深度、循环区间、充放电截止电压等初始优化参数。
208.图11仅为本实施例的微电网的架构示意图，并不构成对本发明的保护范围的限制，本发明中云计算平台和边缘计算终端的功能也可以集成在同一个终端内，并实现本发
明的微电网的运行控制方法。
209.本实施例提供一种微电网的运行控制系统，微电网中包括若干设定设备，设定设备包括储能电池，图12为本实施例提供的微电网的运行控制系统的结构示意图，如图12所示，微电网的运行控制系统包括设定功率获取模块1，用于获取储能电池对应的初始优化参数，以及微电网在未来设定时长内的设定功率预设曲线；其中，设定功率预设曲线包括光伏发电功率曲线和用电负荷功率曲线；目标功率获取模块2，用于基于设定功率预设曲线获取微电网在设定时长内的目标功率预设曲线；控制策略生成模块3，用于基于目标功率预设曲线、初始优化参数、微电网的当前运行模式和当前时刻，生成微电网中设定设备在当前时刻下的目标控制策略，以对微电网进行运行调节控制；其中，设定设备包括储能电池。
210.在一可选的实施方式中，设定功率获取模块1包括参数获取单元11，参数获取单元11用于基于储能电池的当前工作状态参数和预设电化学模型，计算得到储能电池在当前时刻的电池健康表征参数；基于电池健康参数和预设健康标准确定储能电池的当前健康状态；获取储能电池在前一时刻的预设电池参数，基于储能电池的当前健康状态优化预设电池参数以得到初始优化参数。
211.在一可选的实施方式中，当前工作状态参数包括储能电池的电压、电流和温度中的至少一种；电池健康表征参数包括但不限于储能电池的内阻和soc；预设电池参数包括储能电池的充放电电流倍率、放电深度、循环区间和充放电截止电压中的至少一种。
212.在一可选的实施方式中，设定功率获取模块1包括曲线获取单元12，用于获取微电网在历史设定时长内的历史运行数据；获取历史设定时长内的不同历史时刻下的光伏发电历史数据，并生成未来设定时长内的光伏发电功率曲线；获取历史设定时长内的不同历史时刻下的用电负荷历史数据，并生成未来设定时长内的用电负荷功率曲线。
213.在一可选的实施方式中，控制策略生成模块3具体用于当微电网的当前运行模式为并网模式时，判断微电网是否处于预设应急工作模式，若否，则基于非应急控制策略对微电网进行运行调节控制；其中，非应急控制策略基于当前时刻所属的不同时段和当前时刻下不同的光伏发电状态确定；预设应急工作模式为用电负荷的总功率大于预设功率阈值时对应的工作模式。
214.在一可选的实施方式中，控制策略生成模块3包括非应急控制模块31，非应急控制模块31用于获取微电网中光伏发电设备的实际发电功率，基于实际发电功率判断光伏发电设备的光伏发电状态；基于光伏发电状态和当前时刻所属的时段选取对应的非应急控制策略；若当前时刻为峰时段且光伏发电状态为光伏发电充足状态，则基于第一控制策略对微电网进行运行调节控制。若当前时刻为峰时段且光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，则基于第二控制策略对微电网进行运行调节控制。若当前时刻为平时段且光伏发电状态为光伏发电充足状态，则基于第三控制策略对微电网进行运行调节控制。若当前时刻为平时段且当前时刻之后存在峰时段、且光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，则基于第四控制策略对微电网进行运行调节控制。若当前时刻为平时段且当前时刻之后不存在峰时段、且光伏发电状态为光伏发电不充足状态或光伏发电未运行状态，则基于第五控制策略对微电网进行运行调节控制。若当前时刻为谷时段且光伏发电状态为光伏发电未运行状态，则基于第六控制策略对微电网进行运行调节控制。
215.在一可选的实施方式中，第一控制策略包括：依次控制微电网为用电负荷供电，为储能电池进行充电，为与微电网连接的外部电网供电。第二控制策略包括：控制储能电池进行放电，并在储能电池放电结束后控制外部电网为用电负荷供电。第三控制策略包括：依次控制微电网为用电负荷供电，为储能电池进行充电直至充满电，为与微电网连接的外部电网供电。第四控制策略包括：控制外部电网为储能电池进行充电直至充满电。第五控制策略包括：控制外部电网为储能电池进行充电并充电至预设电量。第六控制策略包括：控制与微电网连接的外部电网为用电负荷供电并为储能电池进行充电直至充满电。
216.在一可选的实施方式中，控制策略生成模块3具体还用于当判断出微电网处于应急工作模式时，则基于应急控制策略对微电网进行运行调节控制。
217.在一可选的实施方式中，控制策略生成模块3还包括应急控制模块32，应急控制模块32用于当设定设备包括可切除用电负荷时，断开可切除用电负荷与微电网的连接，若断开可切除用电负荷后总功率仍然大于预设功率阈值，则控制储能电池进行放电，并在储能电池的电量不足时进行告警。当设定设备包括不可切除用电负荷时，应急控制模块32用于控制储能电池进行放电，并在储能电池的电量不足时进行告警。
218.在一可选的实施方式中，控制策略生成模块3具体还用于当微电网的当前运行模式为离网模式时，若储能电池中有剩余电量，则控制储能电池进行放电，并基于用电负荷的供电优先级为用电负荷供电，直至储能电池中无剩余电量；若储能电池中无剩余电量，则进行告警。
219.在一可选的实施方式中，储能电池包括若干电池簇；参数获取单元11还用于获取储能电池中每个电池簇对应的初始优化参数。
220.在一可选的实施方式中，微电网的运行控制系统还包括目标时段获取模块4，目标时段获取模块4用于基于目标功率预设曲线中的目标光伏发电功率曲线和目标用电负荷功率曲线，选择目标充电时间段和目标放电时间段；控制储能电池在目标充电时间段进行充电，以及在所在目标放电时间段进行放电。
221.本实施例的微电网的运行控制系统的工作原理与实施例1中的微电网的运行控制方法的工作原理相同，因此在此就不再赘述。
222.本实施例的微电网的运行控制系统，通过各个模块和单元之间的相互配合，实现了对微电网的灵活控制，实现了对储能电池运行参数的实时优化，实现了根据微电网的实时运行状态自动对微电网的控制策略进行优化、调整和修正，优化了微电网能源资源的利用效能，用户侧微电网在以上优化的定性加定量策略的控制下，可以提高用户侧工商业园区(工厂厂区)等的光伏发电和电池储能等能源设施的利用效能，缩短能源设施的投资回报周期。
223.实施例3
224.本实施例提供一种电子设备，图13为本实施例提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上执行的计算机程序，处理器执行程序时实现如上实施例1中的微电网的运行控制方法。图13显示的电子设备80仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
225.如图13所示，电子设备80可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备80的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器81、上述至少一个存储器
82、连接不同系统组件(包括存储器82和处理器81)的总线83。
226.总线83包括数据总线、地址总线和控制总线。
227.存储器82可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(ram)821和/或高速缓存存储器822，还可以进一步包括只读存储器(rom)823。
228.存储器82还可以包括具有一组(至少一个)程序模块824的程序/实用工具825，这样的程序模块824包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
229.处理器81通过执行存储在存储器82中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如本发明如上实施例1中的微电网的运行控制方法。
230.电子设备80也可以与一个或多个外部设备84(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口85进行。并且，模型生成的设备80还可以通过网络适配器86与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图13所示，网络适配器86通过总线83与模型生成的设备80的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的设备80使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
231.应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
232.实施例4
233.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现如上实施例1中的微电网的运行控制方法中的步骤。
234.其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
235.在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上执行时，程序代码用于使终端设备执行实现如上实施例1中的微电网的运行控制方法中的步骤。
236.其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
237.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。