含多类型储能和新能源接入的能量优化管理方法与流程

本技术涉及新能源技术，尤其涉及一种含多类型储能和新能源接入的能量优化管理方法。

背景技术：

1、随着我国城镇化发展，新能源具有清洁环保、建设灵活、就近利用、单个体对电网影响小等优势，可以优化能源结构，增加清洁能源占比，推进环境保护，实现经济和能源的可持续发展，是能源利用的重要形式。

2、而随着上网能源的多样化，各类储能方式之间的协调优化管理，就显得至关重要。因此，亟需一种针对含多类型储能和新能源接入的电网系统，能够进行能量优化管理的方法

技术实现思路

1、本技术提供一种含多类型储能和新能源接入的能量优化管理方法，以针对含多类型储能和新能源接入的电网系统，提出一种能够进行能量优化管理的方法。

2、第一方面，本技术提供一种方法含多类型储能和新能源接入的能量优化管理方法应用于电网管理系统，所述电网管理系统包括：风电子系统、光伏子系统、储能子系统以及储热子系统，所述风电子系统、光伏子系统以及所述储能子系统分别通过馈线连接至所述电网管理系统的母线上，所述储热子系统与所述光伏子系统相连接，所述方法，包括：

3、获取所述风电子系统的第一实际发电功率pw以及所述光伏子系统的第二实际发电功率pl；

4、获取所述储能子系统的荷电状态q以及所述储热子系统的荷能状态h；

5、根据所述第一实际发电功率pw、所述第二实际发电功率pl、所述荷电状态q、所述荷能状态h以及预设能量优化管理策略确定所述电网管理系统的工作模式，其中，所述工作模式用于指示所述电网管理系统的各个子系统之间的能量传递方向以及各个子系统与供电网络之间的能量传递方向。

6、可选的，所述根据所述第一实际发电功率pw、所述第二实际发电功率pl、所述荷电状态q、所述荷能状态h以及预设能量优化管理策略确定所述电网管理系统的工作模式，包括：

7、若所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl的总功率pt小于第一输出功率p1，则所述风电子系统、所述光伏子系统以及所述储能子系统均配置为向所述供电网络输出电能，其中，所述第一输出功率为所述供电网络的预测最小输出功率；

8、若所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl的总功率pt大于或等于所述第一输出功率p1，且小于第二输出功率p2，则所述风电子系统与所述光伏子系统配置为以所述总功率pt向所述供电网络输出电能；

9、若所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl的总功率pt大于或等于所述第二输出功率p2，所述荷电状态q小于第一荷电状态q1，则所述风电子系统与所述光伏子系统配置为以所述第一输出功率p1作为总功率向所述供电网络输出电能，将剩余输出功率pt-p1对所述储能子系统进行充电，其中，所述第一荷电状态q1为所述储能子系统在预设时长内的平均荷电状态；

10、若所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl的总功率pt大于或等于第三输出功率p3，所述荷电状态q小于所述第一荷电状态q1，则所述风电子系统与所述光伏子系统配置为以第四输出功率p4作为总功率向所述供电网络输出电能，将剩余输出功率pt-p4对所述储能子系统进行充电，所述第三输出功率为所述供电网络的预测最大输出功率，所述第四输出功率p4为所述第一输出功率p1与所述第三输出功率p3的平均值；

11、若所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl的总功率pt大于或等于第三输出功率p3，所述荷电状态q大于所述第一荷电状态q1，则所述风电子系统与所述光伏子系统配置为以所述第四输出功率p4作为总功率向所述供电网络输出电能，将剩余输出功率pt-p4按照公式1进行功率分配，并向所述储能子系统以功率px输出电能，向所述储热子系统以功率py输出电能，所述公式1为：

12、

13、其中，所述α为第一权重，所述α的跟所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl之间的比值大小成正相关；所述β为第二权重，所述β的跟所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl之间的比值大小成负相关；所述γ为第三权重；所述δ为第四权重，所述δ与所述β的取值大小成负相关。

14、可选的，在根据所述第一实际发电功率pw、所述第二实际发电功率pl、所述荷电状态q、所述荷能状态h以及预设能量优化管理策略确定所述电网管理系统的工作模式之后，还包括：

15、将公式2作为约束条件，对所述储能子系统的容量进行动态调节，所述公式2为：

16、

17、其中，所述q(tδt)为在tδt时刻下，所述储能子系统的预计荷电状态；所述q(t)为在t时刻下，所述储能子系统的当前荷电状态；所述p(t)为所述储能子系统在t时刻下的充放电功率，所述μ为所述储能子系统的充放电效率，所述qmin为所述储能子系统最低荷电状态，所述qmax为所述储能子系统最高荷电状态，所述δt为计算步长。

18、可选的，若所述储能子系统包括动力电池子系统以及蓄电池子系统，则所述对所述储能子系统的容量进行动态调节，包括：

19、将公式3作为约束条件，对所述动力电池子系统的容量进行动态调节，所述公式3为：

20、

21、其中，所述s(tδt)为在tδt时刻下，所述动力电池子系统的预计荷电状态；所述s(t)为在t时刻下，所述动力电池子系统的当前荷电状态；所述smin为所述动力电池子系统最低荷电状态，所述smax为所述动力电池子系统最高荷电状态，所述se为所述动力电池子系统的额定容量；

22、响应于所述储能子系统的动态调节与所述动力电池子系统的动态调节，对所述蓄电池子系统的容量进行动态调节。

23、可选的，根据公式4确定所述动力电池子系统在预设评价周期t内的电量波动特征值ρ，所述公式4为：

24、

25、其中，所述smax(t)为所述预设评价周期t内所述动力电池子系统的最大荷电状态；所述savg(t)为所述预设评价周期t内所述动力电池子系统的平均荷电状态；

26、若所述电量波动特征值ρ大于预设电量波动特征阈值，则向所述电网管理系统发送预警信息。

27、可选的，所述响应于所述储能子系统的动态调节与所述动力电池子系统的动态调节，对所述蓄电池子系统的容量进行动态调节，还包括：

28、若检测到所述储能子系统中的所述动力电池子系统发生故障，则将所述动力电池子系统设置为脱网状态，并将所述公式3作为约束条件，对所述蓄电池子系统的容量进行动态调节。

29、可选的，在根据所述第一实际发电功率pw、所述第二实际发电功率pl、所述荷电状态q、所述荷能状态h以及预设能量优化管理策略确定所述电网管理系统的工作模式之后，还包括：

30、将公式5作为约束条件，对所述储热子系统的容量进行动态调节，所述公式5为：

31、

32、其中，所述to为所述储热子系统中储热介质的温度，所述ta为外部环境温度，所述ro为所述储热子系统的热阻，所述co为所述储热子系统的热容，所述hw为所述风电子系统输入的能量，所述hl为所述光伏子系统输入的能量，pout为所述储热子系统的输出功率，所述τ1为第一能量转化系数，所述τ2为第二能量转化系数，所述et为所述储热子系统的剩余热储容量，所述et为所述储热子系统的额定容量，h(t)为所述储热子系统在t时刻下的荷能状态。

33、第二方面，本技术提供一种含多类型储能和新能源接入的能量优化管理装置，应用于电网管理系统，所述电网管理系统包括：风电子系统、光伏子系统、储能子系统以及储热子系统，所述风电子系统、光伏子系统以及所述储能子系统分别通过馈线连接至所述电网管理系统的母线上，所述储热子系统与所述光伏子系统相连接，所述装置，包括：

34、获取模块，用于获取所述风电子系统的第一实际发电功率pw以及所述光伏子系统的第二实际发电功率pl；

35、所述获取模块，还用于获取所述储能子系统的荷电状态q以及所述储热子系统的荷能状态h；

36、处理模块，用于根据所述第一实际发电功率pw、所述第二实际发电功率pl、所述荷电状态q、所述荷能状态h以及预设能量优化管理策略确定所述电网管理系统的工作模式，其中，所述工作模式用于指示所述电网管理系统的各个子系统之间的能量传递方向以及各个子系统与供电网络之间的能量传递方向。

37、可选的，所述处理模块，具体用于：

38、若所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl的总功率pt小于第一输出功率p1，则所述风电子系统、所述光伏子系统以及所述储能子系统均配置为向所述供电网络输出电能，其中，所述第一输出功率为所述供电网络的预测最小输出功率；

39、若所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl的总功率pt大于或等于所述第一输出功率p1，且小于第二输出功率p2，则所述风电子系统与所述光伏子系统配置为以所述总功率pt向所述供电网络输出电能；

40、若所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl的总功率pt大于或等于所述第二输出功率p2，所述荷电状态q小于第一荷电状态q1，则所述风电子系统与所述光伏子系统配置为以所述第一输出功率p1作为总功率向所述供电网络输出电能，将剩余输出功率pt-p1对所述储能子系统进行充电，其中，所述第一荷电状态q1为所述储能子系统在预设时长内的平均荷电状态；

41、若所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl的总功率pt大于或等于第三输出功率p3，所述荷电状态q小于所述第一荷电状态q1，则所述风电子系统与所述光伏子系统配置为以第四输出功率p4作为总功率向所述供电网络输出电能，将剩余输出功率pt-p4对所述储能子系统进行充电，所述第三输出功率为所述供电网络的预测最大输出功率，所述第四输出功率p4为所述第一输出功率p1与所述第三输出功率p3的平均值；

42、若所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl的总功率pt大于或等于第三输出功率p3，所述荷电状态q大于所述第一荷电状态q1，则所述风电子系统与所述光伏子系统配置为以所述第四输出功率p4作为总功率向所述供电网络输出电能，将剩余输出功率pt-p4按照公式1进行功率分配，并向所述储能子系统以功率px输出电能，向所述储热子系统以功率py输出电能，所述公式1为：

43、

44、其中，所述α为第一权重，所述α的跟所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl之间的比值大小成正相关；所述β为第二权重，所述β的跟所述第一实际发电功率pw与所述第二实际发电功率pl之间的比值大小成负相关；所述γ为第三权重；所述δ为第四权重，所述δ与所述β的取值大小成负相关。

45、可选的，所述处理模块，具体用于：

46、将公式2作为约束条件，对所述储能子系统的容量进行动态调节，所述公式2为：

47、

48、其中，所述q(tδt)为在tδt时刻下，所述储能子系统的预计荷电状态；所述q(t)为在t时刻下，所述储能子系统的当前荷电状态；所述p(t)为所述储能子系统在t时刻下的充放电功率，所述μ为所述储能子系统的充放电效率，所述qmin为所述储能子系统最低荷电状态，所述qmax为所述储能子系统最高荷电状态，所述δt为计算步长。

49、可选的，所述处理模块，具体用于：

50、将公式3作为约束条件，对所述动力电池子系统的容量进行动态调节，所述公式3为：

51、

52、其中，所述s(tδt)为在tδt时刻下，所述动力电池子系统的预计荷电状态；所述s(t)为在t时刻下，所述动力电池子系统的当前荷电状态；所述smin为所述动力电池子系统最低荷电状态，所述smax为所述动力电池子系统最高荷电状态，所述se为所述动力电池子系统的额定容量；

53、响应于所述储能子系统的动态调节与所述动力电池子系统的动态调节，对所述蓄电池子系统的容量进行动态调节。

54、可选的，所述处理模块，具体用于：

55、根据公式4确定所述动力电池子系统在预设评价周期t内的电量波动特征值ρ，所述公式4为：

56、

57、其中，所述smax(t)为所述预设评价周期t内所述动力电池子系统的最大荷电状态；所述savg(t)为所述预设评价周期t内所述动力电池子系统的平均荷电状态；

58、若所述电量波动特征值ρ大于预设电量波动特征阈值，则向所述电网管理系统发送预警信息。

59、可选的，所述处理模块，具体用于：

60、若检测到所述储能子系统中的所述动力电池子系统发生故障，则将所述动力电池子系统设置为脱网状态，并将所述公式3作为约束条件，对所述蓄电池子系统的容量进行动态调节。

61、可选的，所述处理模块，具体用于：

62、将公式5作为约束条件，对所述储热子系统的容量进行动态调节，所述公式5为：

63、

64、其中，所述to为所述储热子系统中储热介质的温度，所述ta为外部环境温度，所述ro为所述储热子系统的热阻，所述co为所述储热子系统的热容，所述hw为所述风电子系统输入的能量，所述hl为所述光伏子系统输入的能量，pout为所述储热子系统的输出功率，所述τ1为第一能量转化系数，所述τ2为第二能量转化系数，所述et为所述储热子系统的剩余热储容量，所述et为所述储热子系统的额定容量，h(t)为所述储热子系统在t时刻下的荷能状态。

65、第三方面，本技术提供一种电子设备，包括：

66、处理器；以及，

67、存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

68、其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行第一方面中所述的任一种可能的方法。

69、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现第一方面中所述的任一种可能的方法。

70、本技术提供的，通过获取风电子系统的第一实际发电功率以及光伏子系统的第二实际发电功率，并且，获取储能子系统的荷电状态以及储热子系统的荷能状态，再根据第一实际发电功率、第二实际发电功率、荷电状态、荷能状态以及预设能量优化管理策略确定电网管理系统的工作模式，以确定电网管理系统的各个子系统之间的能量传递方向以及各个子系统与供电网络之间的能量传递方向，从而针对含多类型储能和新能源接入的电网系统，实现了能量优化管理的方法。