一种基于分散式混合储能系统的能源管理方法及系统与流程

本发明属于电力系统能源管理及储能领域，具体涉及一种基于分散式混合储能系统的能源管理方法及系统。

背景技术：

1、电力系统的运行和管理是确保电力供应可靠性和经济性的关键。随着电力系统的复杂性不断增加，特别是新能源的大规模接入和电力市场的开放，电力系统面临着前所未有的挑战。为了应对这些挑战，电力系统需要具备高效的能源管理能力。其中，混合储能技术作为一种新兴的能源管理手段，通过集成多种类型的储能装置，利用各自的优势，为电力系统提供了灵活性和多功能性，能够有效地实现电力系统的负荷平衡、电网稳定、新能源消纳和电价调节等目标。

2、当前，混合储能系统已逐渐得到电力行业的关注和研究。各种类型的储能装置包括电化学储能装置、压缩空气储能装置、飞轮储能装置和热储能装置，它们各自具有不同的特性、优缺点。例如，电化学储能装置具有能量密度高、效率高的特点，但寿命较短；而飞轮储能装置具有响应速度快、寿命长的优点，但能量密度低。目前的混合储能系统主要是通过集成这些不同类型的储能装置，试图实现优势互补、提高系统性能。然而，如何高效地管理和控制这些不同类型的储能装置，以实现电力系统的多目标优化，仍然是一个待解决的问题。

3、现有的混合储能系统中，由于缺乏一个有效的能源管理方法，很难实现对不同类型的储能装置的高效协调和控制。特别是在面对电力系统的实时负荷需求变化、电网运行状态的不确定性和电价变化信息的影响时，如何综合考虑各种类型的储能装置的特性、成本、效率和寿命因素，确定各种类型的储能装置的充放电策略，以及如何实现这些储能装置的协调控制，以实现电力系统的负荷平衡、电网稳定、新能源消纳和电价调节目标，是现有技术亟待解决的技术问题。同时，如何实现与微网或智能电网相连的分布式发电装置的协同运行，以提供可再生能源供给，并通过储能系统实现与电力系统的市场参与和价值最大化，也是现有技术面临的重要技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于分散式混合储能系统的能源管理方法及系统，以解决现有技术中多个储能装置难以协调控制，使得电力系统的负荷不平衡，电网不稳定的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种基于分散式混合储能系统的能源管理系统，包括：

4、储能装置，用于存储电能或释放电能，包括多个类型的储能装置；

5、集中控制器，用于根据电力系统的实时负荷需求、电网价格和电网运行状态，通过多目标优化方法确定各个储能装置的充电策略和放电策略；所述多目标优化算法以最大化储能系统的可靠性和经济效益为目标函数，以储能装置和电力系统的运行约束为约束条件；

6、模块化多电平变换器，用于将各个储能装置连接至电网中。

7、本发明的进一步改进在于：

8、优选的，所述储能装置包括化学储能装置、压缩空气储能装置、飞轮储能装置和热储能装置。

9、优选的，所述储能装置在执行对应的充电操作或放电操作过程中，将运行状态实时反馈给集中控制器。

10、优选的，集中控制器根据储能装置反馈的运行状态，调整充电策略和放电策略。

11、优选的，所述储能装置连接有分布式发电装置。

12、优选的，所述分布式发电装置连接有电网。

13、优选的，所述分布式发电装置包括风力发电装置和太阳能光伏发电装置。

14、优选的，所述储能装置容量约束为：

15、emin<ei<emax，i＝1，2，...，n

16、其中，ei为第i个储能装置的存储能量，emin和emax分别为第i个储能装置存储能量的下限和上限；

17、储能装置充放电功率约束为：

18、pmin<pi<pmax，i＝1，2，...，n

19、其中，pi为第i个储能装置的充放电功率，pmin和pmax分别为储能装置充放电功率的下限和上限；

20、电网功率平衡约束为：

21、pload＝pgrid+pstorage+prenewable

22、其中，pload为负载需求功率，pgrid为电网输出功率，pstorage为储能装置释放功率，prenewable为可再生能源发电功率。

23、一种基于分散式混合储能系统的能源管理方法，包括以下步骤：

24、s101，确定储能装置的类型和数量；

25、s102，根据电力系统的实时负荷需求、电网价格和电网运行状态，通过多目标优化方法确定各个储能装置的充电策略和放电策略；所述多目标优化算法以最大化储能系统的可靠性和经济效益为目标函数，以储能装置和电力系统的运行约束为约束条件；

26、s103，储能装置执行对应的充电操作或放电操作。

27、优选的，s103中，储能装置执行充电操作或放电操作过程中，同时将自身的运行状态反馈，使得充电策略和放电策略进行调整。

28、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

29、本发明提供一种基于分散式混合储能系统的能源管理系统，能源管理系统包括多种储能装置、集中控制器、通信网络和模块化多电平变换器，实现储能装置与电网的无缝对接和信息双向传输。通过优化算法确定充放电策略，实现电力系统负荷平衡、电网稳定等目标。并进行协调控制。通过模块化多电平变换器结构，本发明能够实现不同类型的储能装置与交流或直流电网的无缝对接，提高了系统的可靠性和稳定性。同时，本发明的设计也使得系统能够应对电力系统的实时负荷需求变化和电网运行状态的不确定性，进一步增强了电力系统的稳定运行能力。

30、进一步的，能够优化能源分配。通过采用先进的优化算法，本发明能够实现对多种类型的储能装置的充放电策略的优化，确保能源的高效利用。这种优化能够根据电力系统的实时需求、电网运行状态和电价变化信息，综合考虑各种储能装置的特性、成本、效率和寿命，从而实现电力系统的负荷平衡、电网稳定、新能源消纳和电价调节等目标。

31、进一步的，能够增强系统协调控制能力。通过协调控制方法，能够确保不同类型的储能装置在混合储能系统中协同运作，提高了系统的响应速度和运行效率。通过集中控制器的实时监控和调整，能够确保系统在面对电力系统和储能系统的变化时，持续保持最优的运行状态。

32、进一步的，本发明能够实现与微网或智能电网相连的分布式发电装置的协同运行，提供可再生能源供给，推动了可再生能源的利用，有助于降低电力系统的碳排放，符合节能减排和可持续发展的目标。该系统支持多种类型的储能装置和分布式发电装置的集成，具有良好的扩展性和灵活性，能够适应电力系统和电力市场不断变化的需求和条件，为未来电力系统的发展提供了强有力的技术支持。

33、本发明还公开了一种基于分散式混合储能系统的能源管理方法，该方法根据电力系统的实时需求、电网运行状态和电价变化信息，综合考虑各种储能装置的特性、成本、效率和寿命，确定充放电策略，从而实现电力系统的负荷平衡、电网稳定、新能源消纳和电价调节等目标。该方法通过集中控制器与电力市场或需求响应平台的信息交互和交易协调，实现储能系统的市场参与和价值最大化，为电力系统的运营商和用户创造更多的经济效益。