一種具有無功調(diào)節(jié)功能的電池儲能系統(tǒng)的監(jiān)控方法
【專利說明】一種具有無功調(diào)節(jié)功能的電池儲能系統(tǒng)的監(jiān)控方法 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉一種具有無功調(diào)節(jié)功能的電池儲能系統(tǒng)的監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著能源需求和環(huán)境保護(hù)雙重壓力下，以光伏、風(fēng)力發(fā)電和燃?xì)獍l(fā)電為代 表的分布式發(fā)電技術(shù)得到了快速發(fā)展。并且，微網(wǎng)這一新興的概念也隨著分布式能源的廣 泛使用而得以提出。然而，由于分布式能源自然的不連續(xù)性，導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性正逐漸受到 威脅，為了充分發(fā)揮可再生能源發(fā)電的優(yōu)勢和效益，平衡其隨機(jī)波動，維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定，改善 電能質(zhì)量，提供不間斷供電功能等，就必須同時(shí)在系統(tǒng)中配備一定容量的儲能單元。
[0003] 在微網(wǎng)儲能系統(tǒng)應(yīng)用中，常采用一種直流總線的連接方式，該連接方式是儲能電 池模塊通過一種雙向逆變器接入直流總線，需要接收能量的時(shí)候，電網(wǎng)通過逆變器向儲能 電池充電；需要向電網(wǎng)送電的時(shí)候，儲能電池通過雙向逆變器電網(wǎng)輸電。此外，在微網(wǎng)儲能 系統(tǒng)中，還可配制SVG設(shè)備，用于在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，為配電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償。
[0004] 但是，儲能成本較高，考慮到微網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本，應(yīng)在保證微網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行的 情況下，盡量延長儲能的壽命。此外，如何實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，實(shí)行最佳供電策略，以 滿足經(jīng)濟(jì)性、安全性，也是急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種具有無功調(diào)節(jié)功能的電池儲能系統(tǒng)的監(jiān)控方法。該監(jiān)控方法可以 預(yù)測可再生能源發(fā)電設(shè)備，實(shí)時(shí)檢測的蓄電池模塊電池容量和實(shí)時(shí)獲取的配電網(wǎng)的運(yùn)行情 況，制定和實(shí)施最適宜的控制策略，保障儲能系統(tǒng)在并網(wǎng)時(shí)按照配電網(wǎng)的需求平穩(wěn)提供有 功功率和無功功率，并提升儲能系統(tǒng)的安全性和使用壽命。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種具有無功調(diào)節(jié)功能的電池儲能系統(tǒng)的監(jiān)控方 法，該方法基于如下監(jiān)控裝置執(zhí)行，該裝置包括：
[0007] 可再生能源發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電池儲能系統(tǒng)的可再生能源發(fā)電設(shè) 備，并對可再生能源發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測；
[0008] 蓄電池監(jiān)控模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)控電池儲能系統(tǒng)的蓄電池模塊的SOC;
[0009] 配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)模塊，用于實(shí)時(shí)從配電網(wǎng)調(diào)控中心獲知配電網(wǎng)的運(yùn)行情況以及相關(guān)調(diào) 度信息；
[0010] SVG監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電池儲能系統(tǒng)的SVG模塊，控制SVG的無功輸出；
[0011] 并網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控模塊，用于控制儲能系統(tǒng)連接或隔離配電網(wǎng)；
[0012] 中控模塊，用于確定儲能系統(tǒng)的運(yùn)行策略，并向上述監(jiān)控裝置中的各模塊發(fā)出指 令，以執(zhí)行該運(yùn)行策略；
[0013]總線模塊，用于該監(jiān)控裝置的各個(gè)模塊的通信聯(lián)絡(luò)；
[0014] 該方法包括如下步驟：
[0015] S1.可再生能源發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)獲取可再生能源發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并 存儲數(shù)據(jù)；
[0016] S2.根據(jù)可再生能源發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對未來預(yù)定時(shí)刻內(nèi)的可再生能源發(fā)電 設(shè)備的輸出功率進(jìn)行預(yù)測，實(shí)時(shí)預(yù)測SVG模塊的可輸出無功功率；
[0017] S3.實(shí)時(shí)檢測獲取蓄電池模塊的SOC，實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)的參數(shù)和調(diào)度信息；
[0018] S4.以配電網(wǎng)的調(diào)度信息中的有功需求和無功需求、當(dāng)前蓄電池儲能的SOC、未來 可再生能源發(fā)電設(shè)備輸出功率、以及對SVG模塊的SVG模塊的可輸出無功功率作為約束條 件，實(shí)現(xiàn)電池儲能系統(tǒng)的優(yōu)化控制。
[0019] 優(yōu)選的，可再生能源發(fā)電設(shè)備包括多個(gè)風(fēng)電設(shè)備，所述在步驟S2中，采用如下方 式預(yù)測風(fēng)電模塊的輸出功率，以及SVG模塊的可輸出無功功率：
[0020] S201.采集風(fēng)電模塊中當(dāng)前各類電量實(shí)測值作為各類電量的預(yù)測值的初始值，預(yù) 測值包括：風(fēng)機(jī)有功預(yù)測值d、風(fēng)機(jī)無功預(yù)測值、風(fēng)機(jī)機(jī)端電壓預(yù)測值fTL、SVG無 功預(yù)測值tC,.、SVG機(jī)端電壓預(yù)測值r;,、儲能系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)（PCC)母線電壓預(yù)測值^ ;
[0021] S202.根據(jù)所述預(yù)測值建立由優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件組成的MPC優(yōu)化控制模 型，并求解風(fēng)電模塊的有功和無功輸出的預(yù)測值：
[0022] MPC優(yōu)化控制模型的目標(biāo)函數(shù)如式⑴所示：
[0023]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有無功調(diào)節(jié)功能的電池儲能系統(tǒng)的監(jiān)控方法，該方法基于如下監(jiān)控裝置執(zhí) 行，該裝置包括： 可再生能源發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電池儲能系統(tǒng)的可再生能源發(fā)電設(shè)備， 并對可再生能源發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測； 蓄電池監(jiān)控模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)控電池儲能系統(tǒng)的蓄電池模塊的SOC ; 配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)模塊，用于實(shí)時(shí)從配電網(wǎng)調(diào)控中心獲知配電網(wǎng)的運(yùn)行情況以及相關(guān)調(diào)度信 息； SVG監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電池儲能系統(tǒng)的SVG模塊，控制SVG的無功輸出； 并網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控模塊，用于控制儲能系統(tǒng)連接或隔離配電網(wǎng)； 中控模塊，用于確定儲能系統(tǒng)的運(yùn)行策略，并向上述監(jiān)控裝置中的各模塊發(fā)出指令，以 執(zhí)行該運(yùn)行策略； 總線模塊，用于該監(jiān)控裝置的各個(gè)模塊的通信聯(lián)絡(luò)； 該方法包括如下步驟：
51. 可再生能源發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)獲取可再生能源發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲 數(shù)據(jù)；
52. 根據(jù)可再生能源發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對未來預(yù)定時(shí)刻內(nèi)的可再生能源發(fā)電設(shè)備 的輸出功率進(jìn)行預(yù)測，實(shí)時(shí)預(yù)測SVG模塊的可輸出無功功率；
53. 實(shí)時(shí)檢測獲取蓄電池模塊的S0C，實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)的參數(shù)和調(diào)度信息；
54. 以配電網(wǎng)的調(diào)度信息中的有功需求和無功需求、當(dāng)前蓄電池儲能的S0C、未來可再 生能源發(fā)電設(shè)備輸出功率、以及對SVG模塊的SVG模塊的可輸出無功功率作為約束條件，實(shí) 現(xiàn)電池儲能系統(tǒng)的優(yōu)化控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，可再生能源發(fā)電設(shè)備包括多個(gè)風(fēng)電設(shè)備， 所述在步驟S2中，采用如下方式預(yù)測風(fēng)電模塊的輸出功率，以及SVG模塊的可輸出無功功 率： 5201. 采集風(fēng)電模塊中當(dāng)前各類電量實(shí)測值作為各類電量的預(yù)測值的初始值，預(yù)測值 包括：風(fēng)機(jī)有功預(yù)測值d，風(fēng)機(jī)無功預(yù)測值、風(fēng)機(jī)機(jī)端電壓預(yù)測值d、SVG無功預(yù)測 值A(chǔ)SSVG機(jī)端電壓預(yù)測值》5"儲能系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)（PCC)母線電壓預(yù)測值 5202. 根據(jù)所述預(yù)測值建立由優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束