本發(fā)明屬于發(fā)電控制領(lǐng)域，涉及一種需求側(cè)光儲(chǔ)一體化微電網(wǎng)系統(tǒng)控制策略。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)化石能源逐漸枯竭且環(huán)境污染日益嚴(yán)重，世界各國(guó)都在開發(fā)各種各樣的新能源，并都將發(fā)展新能源作為國(guó)家的一項(xiàng)長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略。可再生能源、清潔能源等小型化、模塊化、分散式、布置在用戶附近為用戶供電的小型發(fā)電系統(tǒng)正在世界各地建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)中，可再生能源和清潔能源等分布式發(fā)電技術(shù)通過與大電網(wǎng)連接為用戶提供穩(wěn)定、可靠的電能供應(yīng)，并且在大電網(wǎng)故障時(shí)能離網(wǎng)運(yùn)行，保證了供電的連續(xù)性和高的電能質(zhì)量。
由分布式發(fā)電組成的微電網(wǎng)與大電網(wǎng)互補(bǔ)為微電網(wǎng)中的負(fù)荷提供穩(wěn)定、高質(zhì)量的電能并提高系統(tǒng)供電的可靠性。微電網(wǎng)系統(tǒng)是由分布式發(fā)電單元、不同種類的負(fù)荷、電力電子變流裝置、監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)等組成，光儲(chǔ)一體化微電網(wǎng)系統(tǒng)能解決需求側(cè)負(fù)荷的穩(wěn)定可靠供電，并通過有效的控制方式實(shí)現(xiàn)削峰填谷為用戶實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的用電，是當(dāng)前需求側(cè)用電的熱點(diǎn)研究方向，也是國(guó)家大力支持的新能源項(xiàng)目，所以，對(duì)光儲(chǔ)一體化微電網(wǎng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)調(diào)度控制和能源管理的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
微網(wǎng)通常是由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負(fù)荷、監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、電力傳輸設(shè)備等匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)。因?yàn)?，微網(wǎng)既可以通過配電網(wǎng)與大型電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，形成一個(gè)大型電網(wǎng)與小型電網(wǎng)的聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，也可以獨(dú)立地為當(dāng)?shù)刎?fù)荷提供電力需求，其靈活運(yùn)行模式大大提高了負(fù)荷側(cè)的供電可靠性；同時(shí)，微網(wǎng)通過單點(diǎn)接入電網(wǎng)，可以減少大量小功率分布式電源接入電網(wǎng)后對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的影響。此外，微網(wǎng)將分散的、不同類型的小型發(fā)電源(分布式電源)組合起來供電，能夠使小型電源獲得更高的利用效率。在大電網(wǎng)正常狀態(tài)下，微網(wǎng)需要長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；而在大電網(wǎng)受到干擾時(shí)，微網(wǎng)必須快速脫離大電網(wǎng)，進(jìn)入并保持于孤島運(yùn)行狀態(tài)，待大電網(wǎng)故障排除后重新自動(dòng)并網(wǎng)運(yùn)行。上述功能被概括為：削峰填谷、功率平滑、模式切換等。實(shí)現(xiàn)這些功能所需的控制策略，是微網(wǎng)技術(shù)的難點(diǎn)，當(dāng)前正不斷開發(fā)更優(yōu)的控制方法和硬件組成。
現(xiàn)有的專利僅針對(duì)某個(gè)光儲(chǔ)一體化微電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行控制并未考慮系統(tǒng)中遇到故障或者并網(wǎng)運(yùn)行突然變?yōu)殡x網(wǎng)運(yùn)行等特殊情況進(jìn)行控制研究，對(duì)于電網(wǎng)而言，隨著微電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電功率越來越大，其對(duì)電網(wǎng)的影響也逐漸增大，對(duì)于微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的指標(biāo)要求不能僅僅局限于電壓、電流、功率因數(shù)、諧波、閃變、短路能力等傳統(tǒng)的規(guī)定，還必須將其納入整體電網(wǎng)的潮流中來考察和管理，并對(duì)孤島問題進(jìn)行調(diào)度管理，以提高清潔能源的利用率以及實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)接納微網(wǎng)系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
當(dāng)微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，光伏以最大功率或限功率運(yùn)行，儲(chǔ)能電池用于平滑光伏輸出功率的波動(dòng)及在高峰電價(jià)時(shí)降低用戶使用電能的電費(fèi)。當(dāng)大電網(wǎng)發(fā)生故障或停電事故時(shí)系統(tǒng)可切換到離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，儲(chǔ)能電池工作在電壓/頻率控制模式，充當(dāng)系統(tǒng)主電源，用以支撐微電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓和頻率，為系統(tǒng)內(nèi)負(fù)荷供電。
需求側(cè)光儲(chǔ)一體化微電網(wǎng)系統(tǒng)控制策略，其特征為：
設(shè)：PPG(t)為光伏發(fā)電輸出功率，PESS(t)為儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出功率，Pload(t)為原始負(fù)荷功率，Pgrid(t)為光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)與大電網(wǎng)能量交換。
當(dāng)PESS(t)>0時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)放電；當(dāng)PESS(t)<0時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。
當(dāng)Pgrid(t)>0時(shí)，Pgrid(t)＝Pl'oad(t)，Pl'oad(t)為微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷供電后所需負(fù)荷功率，稱其為合成負(fù)荷功率；
當(dāng)Pgrid(t)<0時(shí)，Pgrid(t)＝Pout(t)，Pout(t)為微電網(wǎng)系統(tǒng)輸出功率，即向大電網(wǎng)售電功率。
忽略系統(tǒng)各部分的能量損耗，根據(jù)能量守恒定律以及微電網(wǎng)運(yùn)行約束可得
Pload(t)＝PPG(t)+PESS(t)+Pgrid(t)
當(dāng)Pgrid(t)<0時(shí)，即微網(wǎng)向大電網(wǎng)售電，微網(wǎng)系統(tǒng)輸出功率為
Pout(t)＝PPG(t)+PESS(t)-Pload(t)
針對(duì)分時(shí)電價(jià)與用電負(fù)荷特點(diǎn)，儲(chǔ)能出力策略基本原則為在谷值電價(jià)時(shí)充電，在峰值電價(jià)時(shí)放電，降低用電費(fèi)用。
具體實(shí)施方式
需求側(cè)光儲(chǔ)一體化微電網(wǎng)系統(tǒng)控制策略，設(shè)：PPG(t)為光伏發(fā)電輸出功率，PESS(t)為儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出功率，Pload(t)為原始負(fù)荷功率，Pgrid(t)為光儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)與大電網(wǎng)能量交換。
當(dāng)PESS(t)>0時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)放電；當(dāng)PESS(t)<0時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。
當(dāng)Pgrid(t)>0時(shí)，Pgrid(t)＝Pl'oad(t)，Pl'oad(t)為微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷供電后所需負(fù)荷功率，稱其為合成負(fù)荷功率；
當(dāng)Pgrid(t)<0時(shí)，Pgrid(t)＝Pout(t)，Pout(t)為微電網(wǎng)系統(tǒng)輸出功率，即向大電網(wǎng)售電功率。
忽略系統(tǒng)各部分的能量損耗，根據(jù)能量守恒定律以及微電網(wǎng)運(yùn)行約束可得
Pload(t)＝PPG(t)+PESS(t)+Pgrid(t)
當(dāng)Pgrid(t)<0時(shí)，即微網(wǎng)向大電網(wǎng)售電，微網(wǎng)系統(tǒng)輸出功率為
Pout(t)＝PPG(t)+PESS(t)-Pload(t)
針對(duì)分時(shí)電價(jià)與用電負(fù)荷特點(diǎn)，儲(chǔ)能出力策略基本原則為在谷值電價(jià)時(shí)充電，在峰值電價(jià)時(shí)放電，降低用電費(fèi)用。