一种柔性互联配电网的能量调控方法及装置与流程

本技术涉及互联配电网，更具体的说，是涉及一种柔性互联配电网的能量调控方法及装置。

背景技术：

1、随着用电量的不断提高，以及“碳达峰”、“碳中和”目标的提出，新能源技术飞速发展，分布式电源在柔性互联配电网中的渗透率越来越大。新能源出力存在随机性、波动性和间歇性，使柔性互联配电网系统在多时间尺度功率与能量难以平衡。目前可通过储能技术改善新能源并网带来的负面影响，电池储能充放电速率较快、能吸收或提供瞬态和峰值功率，氢储能具备能量密度大、自损率低和绿色环保的优势。

2、然而，单一储能技术无法同时满足不同时间尺度的各项要求，且电池储能功率成本及自损率高。

3、如何通过混合储能技术，对储能功率能量进行优势互补，以满足柔性互联配电网对储能的多种需求，是需要关注的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本技术以便提供一种柔性互联配电网的能量调控方法及装置，以满足柔性互联配电网对储能的多种需求。

2、为了实现上述目的，现提出具体方案如下：

3、一种柔性互联配电网的能量调控方法，应用于柔性互联配电网，所述柔性互联配电网包括电氢混合储能系统、综合能量管理系统、储能信息采集系统、智能电表、储能变流器和新能源机组；

4、该方法包括：

5、通过所述智能电表获取所述新能源机组的实时出力信息，并通过所述储能信息采集系统采集所述电氢混合储能系统的实时状态；

6、基于所述实时出力信息和所述实时状态，确定所述柔性互联配电网的能量调控需求；

7、通过综合能量管理系统生成所述能量调控需求的能量调控指令；

8、下发所述能量调控需求的能量调控指令至储能变流器，通过所述电氢混合储能系统基于所述能量调控指令进行能量调控。

9、可选的，所述电氢混合储能系统包括氢储能系统和电池储能系统，所述氢储能系统包括碱性电解槽，所述能量调控需求包括调频需求；

10、通过所述电氢混合储能系统基于所述能量调控指令进行能量调控，包括：

11、当所述柔性互联配电网的频率正向波动，且所述调频需求的功率大于所述碱性电解槽在上一时段的输出功率时，保持所述碱性电解槽的输出功率，将所述电池储能系统的输出功率调整为，所述调频需求的功率与所述碱性电解槽的输出功率之间的差值；

12、当所述柔性互联配电网的频率正向波动，且所述调频需求的功率不大于所述碱性电解槽在上一时段的输出功率，且所述调频需求的功率大于所述碱性电解槽的最小运行功率时，将所述碱性电解槽的输出功率设置为所述调频需求的充电功率；

13、当所述柔性互联配电网的频率正向波动，且所述调频需求的功率不大于所述碱性电解槽在上一时段的输出功率，且所述调频需求的功率不大于所述碱性电解槽的最小运行功率时，驱动所述电池储能系统放电，以使所述碱性电解槽以其最小运行功率运行；

14、当所述柔性互联配电网的频率反向波动时，驱动所述电池储能系统放电，以使所述碱性电解槽以其最小运行功率运行。

15、可选的，所述电氢混合储能系统包括氢储能系统和电池储能系统，所述氢储能系统包括碱性电解槽，所述能量调控需求包括消纳需求，且不包括调频需求；

16、通过所述电氢混合储能系统基于所述能量调控指令进行能量调控，包括：

17、当所述消纳需求的功率小于所述碱性电解槽的最小运行功率，且所述碱性电解槽在上一时段已启动，将所述碱性电解槽的输出功率设置为所述碱性电解槽的最小运行功率，并驱动所述电池储能系统放电；

18、当所述消纳需求的功率小于所述碱性电解槽的最小运行功率，且所述碱性电解槽在上一时段未启动，将所述电池储能系统的输出功率设置为所述消纳需求的功率，并将所述氢储能系统的输出功率设置为0；

19、当所述消纳需求的功率不小于所述碱性电解槽的最大运行功率时，将所述碱性电解槽的输出功率设置为其最大运行功率，并将所述电池储能系统的输出功率设置为，所述消纳需求的功率与所述碱性电解槽的最大运行功率之间的差值。

20、可选的，所述电氢混合储能系统包括氢储能系统和电池储能系统，所述氢储能系统包括碱性电解槽和燃料电池，所述能量调控需求包括功率预测补偿需求，且不包括消纳需求和调频需求；

21、通过所述电氢混合储能系统基于所述能量调控指令进行能量调控，包括：

22、当所述功率预测补偿需求的功率不小于所述电池储能系统的额定功率时，将所述电池储能系统的输出功率设置为其额定功率，并将所述氢储能系统的输出功率设置为，所述功率预测补偿需求的功率与所述电池储能系统的额定功率之间的差值，所述氢储能系统的输出功率包括所述碱性电解槽的输出功率和所述燃料电池的输出功率；

23、当所述功率预测补偿需求的功率小于所述电池储能系统的额定功率时，将所述电池储能系统的输出功率设置为所述功率预测补偿需求的功率，并将所述氢储能系统的输出功率设置为0。

24、可选的，所述电氢混合储能系统包括氢储能系统和电池储能系统，所述能量调控需求不包括消纳需求、调频需求和功率预测补偿需求；

25、通过所述电氢混合储能系统基于所述能量调控指令进行能量调控，包括：

26、当所述电池储能系统的电量大于第一预设电量时，驱动所述氢储能系统进行充电；

27、当所述电池储能系统的电量小于第二预设电量时，驱动所述氢储能系统进行放电，所述第一预设电量不小于所述第二预设电量。

28、可选的，所述电氢混合储能系统包括氢储能系统和电池储能系统，所述氢储能系统包括碱性电解槽，所述能量调控需求包括荷电平衡恢复需求，且不包括消纳需求、调频需求和功率预测补偿需求；

29、通过所述电氢混合储能系统基于所述能量调控指令进行能量调控，包括：

30、当所述电池储能系统的电量大于第一预设电量，且所述碱性电解槽在上一时段已启动，且所述荷电平衡恢复需求的功率大于所述碱性电解槽的最大运行功率时，将所述碱性电解槽的输出功率设置为其最大运行功率；

31、当所述电池储能系统的电量大于第一预设电量，且所述碱性电解槽在上一时段已启动，且所述荷电平衡恢复需求的功率小于所述碱性电解槽的最小运行功率时，将所述碱性电解槽的输出功率设置为0；

32、当所述电池储能系统的电量大于第一预设电量，且所述碱性电解槽在上一时段已启动，且所述荷电平衡恢复需求的功率介于所述碱性电解槽的最小运行功率与所述碱性电解槽的最大运行功率之间时，将所述碱性电解槽的输出功率设置为所述功率预测补偿需求的功率；

33、当所述电池储能系统的电量大于第一预设电量，且所述碱性电解槽在上一时段未启动时，将所述碱性电解槽的输出功率设置为0。

34、可选的，所述氢储能系统还包括储氢罐和氢负荷。

35、可选的，所述柔性互联配电网还包括新能源变流器，所述新能源变流器与所述新能源机组连接。

36、一种柔性互联配电网的能量调控装置，应用于柔性互联配电网，所述柔性互联配电网包括电氢混合储能系统、综合能量管理系统、储能信息采集系统、储能变流器和新能源机组；

37、该装置包括：

38、实时信息获取单元，用于通过所述智能电表获取所述新能源机组的实时出力信息，并通过所述储能信息采集系统采集所述电氢混合储能系统的实时状态；

39、调控需求确定单元，用于基于所述实时出力信息和所述实时状态，确定所述柔性互联配电网的能量调控需求；

40、调控指令生成单元，用于通过综合能量管理系统生成所述能量调控需求的能量调控指令；

41、能量调控执行单元，用于下发所述能量调控需求的能量调控指令至储能变流器，通过所述电氢混合储能系统基于所述能量调控指令进行能量调控。

42、可选的，所述电氢混合储能系统包括氢储能系统和电池储能系统，所述氢储能系统包括碱性电解槽，所述能量调控需求包括调频需求；

43、所述能量调控执行单元，包括：

44、调频需求第一调控单元，用于当所述柔性互联配电网的频率正向波动，且所述调频需求的功率大于所述碱性电解槽在上一时段的输出功率时，保持所述碱性电解槽的输出功率，将所述电池储能系统的输出功率调整为，所述调频需求的功率与所述碱性电解槽的输出功率之间的差值；

45、调频需求第二调控单元，用于当所述柔性互联配电网的频率正向波动，且所述调频需求的功率不大于所述碱性电解槽在上一时段的输出功率，且所述调频需求的功率大于所述碱性电解槽的最小运行功率时，将所述碱性电解槽的输出功率设置为所述调频需求的充电功率；

46、调频需求第三调控单元，用于当所述柔性互联配电网的频率正向波动，且所述调频需求的功率不大于所述碱性电解槽在上一时段的输出功率，且所述调频需求的功率不大于所述碱性电解槽的最小运行功率时，驱动所述电池储能系统放电，以使所述碱性电解槽以其最小运行功率运行；

47、调频需求第四调控单元，用于当所述柔性互联配电网的频率反向波动时，驱动所述电池储能系统放电，以使所述碱性电解槽以其最小运行功率运行。

48、可选的，所述电氢混合储能系统包括氢储能系统和电池储能系统，所述氢储能系统包括碱性电解槽，所述能量调控需求包括消纳需求，且不包括调频需求；

49、所述能量调控执行单元，包括：

50、消纳需求第一调控单元，用于当所述消纳需求的功率小于所述碱性电解槽的最小运行功率，且所述碱性电解槽在上一时段已启动，将所述碱性电解槽的输出功率设置为所述碱性电解槽的最小运行功率，并驱动所述电池储能系统放电；

51、消纳需求第二调控单元，用于当所述消纳需求的功率小于所述碱性电解槽的最小运行功率，且所述碱性电解槽在上一时段未启动，将所述电池储能系统的输出功率设置为所述消纳需求的功率，并将所述氢储能系统的输出功率设置为0；

52、消纳需求第三调控单元，用于当所述消纳需求的功率不小于所述碱性电解槽的最大运行功率时，将所述碱性电解槽的输出功率设置为其最大运行功率，并将所述电池储能系统的输出功率设置为，所述消纳需求的功率与所述碱性电解槽的最大运行功率之间的差值。

53、可选的，所述电氢混合储能系统包括氢储能系统和电池储能系统，所述氢储能系统包括碱性电解槽和燃料电池，所述能量调控需求包括功率预测补偿需求，且不包括消纳需求和调频需求；

54、所述能量调控执行单元，包括：

55、补偿需求第一调控单元，用于当所述功率预测补偿需求的功率不小于所述电池储能系统的额定功率时，将所述电池储能系统的输出功率设置为其额定功率，并将所述氢储能系统的输出功率设置为，所述功率预测补偿需求的功率与所述电池储能系统的额定功率之间的差值，所述氢储能系统的输出功率包括所述碱性电解槽的输出功率和所述燃料电池的输出功率；

56、补偿需求第二调控单元，用于当所述功率预测补偿需求的功率小于所述电池储能系统的额定功率时，将所述电池储能系统的输出功率设置为所述功率预测补偿需求的功率，并将所述氢储能系统的输出功率设置为0。

57、可选的，所述电氢混合储能系统包括氢储能系统和电池储能系统，所述能量调控需求不包括消纳需求、调频需求和功率预测补偿需求；

58、所述能量调控执行单元，包括：

59、充电调控单元，用于当所述电池储能系统的电量大于第一预设电量时，驱动所述氢储能系统进行充电；

60、放电调控单元，用于当所述电池储能系统的电量小于第二预设电量时，驱动所述氢储能系统进行放电，所述第一预设电量不小于所述第二预设电量。

61、可选的，所述电氢混合储能系统包括氢储能系统和电池储能系统，所述氢储能系统包括碱性电解槽，所述能量调控需求包括荷电平衡恢复需求，且不包括消纳需求、调频需求和功率预测补偿需求；

62、所述能量调控执行单元，包括：

63、平衡恢复第一调控单元，用于当所述电池储能系统的电量大于第一预设电量，且所述碱性电解槽在上一时段已启动，且所述荷电平衡恢复需求的功率大于所述碱性电解槽的最大运行功率时，将所述碱性电解槽的输出功率设置为其最大运行功率；

64、平衡恢复二调控单元，用于当所述电池储能系统的电量大于第一预设电量，且所述碱性电解槽在上一时段已启动，且所述荷电平衡恢复需求的功率小于所述碱性电解槽的最小运行功率时，将所述碱性电解槽的输出功率设置为0；

65、平衡恢复第三调控单元，用于当所述电池储能系统的电量大于第一预设电量，且所述碱性电解槽在上一时段已启动，且所述荷电平衡恢复需求的功率介于所述碱性电解槽的最小运行功率与所述碱性电解槽的最大运行功率之间时，将所述碱性电解槽的输出功率设置为所述功率预测补偿需求的功率；

66、平衡恢复第四调控单元，用于当所述电池储能系统的电量大于第一预设电量，且所述碱性电解槽在上一时段未启动时，将所述碱性电解槽的输出功率设置为0。

67、可选的，所述柔性互联配电网还包括新能源变流器，所述新能源变流器与所述新能源机组连接。

68、借由上述技术方案，本技术的柔性互联配电网通过智能电表获取新能源机组的实时出力信息，并通过储能信息采集系统采集电氢混合储能系统的实时状态，基于所述实时出力信息和所述实时状态，确定所述柔性互联配电网的能量调控需求，通过综合能量管理系统生成所述能量调控需求的能量调控指令，下发所述能量调控需求的能量调控指令至储能变流器，通过电氢混合储能系统基于所述能量调控指令进行能量调控。由此可见，柔性互联配电网中的电氢混合储能系统混合了氢储能系统和电池储能系统，使得柔性互联配电网针对不同的能量调控需求，电池储能系统主要应用于短时间尺度的场景，氢储能系统主要应用于长时间尺度的场景，实现了氢储能系统和电池储能系统的优势互补。