一種具有可平抑功率波動(dòng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的微電網(wǎng)的運(yùn)行和監(jiān)控方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種具有可平抑功率波動(dòng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的微電網(wǎng)的運(yùn)行和監(jiān) 控方法 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉一種具有可平抑功率波動(dòng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的微電網(wǎng)的運(yùn)行和監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微電網(wǎng)（Micro-Grid)也譯為微網(wǎng)，是一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一組微電源、負(fù)荷、儲(chǔ) 能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)單元，能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與 外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。
[0003] 以風(fēng)電和光伏發(fā)電為主的微電網(wǎng)作為超高壓、遠(yuǎn)距離、大電網(wǎng)供電模式的補(bǔ)充，代 表著電力系統(tǒng)新的發(fā)展方向。風(fēng)能和太陽(yáng)能資源是清潔的可再生能源，但存在著隨機(jī)性和 波動(dòng)性的問(wèn)題，給電網(wǎng)帶來(lái)一系列的影響。功率的波動(dòng)性程度直接影響電網(wǎng)原有的潮流分 布，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的滲透率處于較高水平時(shí)，波動(dòng)性和隨機(jī)性會(huì)給電網(wǎng)的原有運(yùn) 行方式帶來(lái)巨大的沖擊。為了減少這種沖擊，可以在風(fēng)電機(jī)組和光伏電站聯(lián)合發(fā)電的系統(tǒng) 中配置大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行。
[0004] 儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)微電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)有重要作用，其應(yīng)用在很大程度上解決新能源發(fā)電的波 動(dòng)性和隨機(jī)性問(wèn)題，有效提高間歇性微源的可預(yù)測(cè)性、確定性和經(jīng)濟(jì)性。此外，儲(chǔ)能技術(shù)在 調(diào)頻調(diào)壓和改善系統(tǒng)有功、無(wú)功平衡水平，提高微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行能力方面的作用也獲得了 廣泛研宄和證明。
[0005] 然而，現(xiàn)配置大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格比較昂貴，因此，有必要綜合考慮輸電工程成 本，儲(chǔ)能系統(tǒng)成本，輸電收益，儲(chǔ)能系統(tǒng)收益，建立以綜合效益最大化為目標(biāo)，給定輸電線(xiàn)路 輸電能力時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明提供一種具有可平抑功率波動(dòng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的微電網(wǎng)的運(yùn)行和監(jiān)控方法，該 方法可預(yù)測(cè)微電網(wǎng)中的發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率和微電網(wǎng)中的負(fù)載變化，可追蹤和預(yù)測(cè)微電網(wǎng) 和大電網(wǎng)連接點(diǎn)功率，實(shí)時(shí)檢測(cè)的蓄電池模塊電池容量，能制定和實(shí)施最適宜的控制策略， 保障微電網(wǎng)在并網(wǎng)時(shí)按照大電網(wǎng)的需求平穩(wěn)提供有功功率和無(wú)功功率，并提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的 安全性和使用壽命。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種具有可平抑功率波動(dòng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的微電網(wǎng)的 運(yùn)行和監(jiān)控方法，所述該微電網(wǎng)包括：風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能系統(tǒng)、用于將微電 網(wǎng)與大電網(wǎng)連接和隔離的AC/DC雙向換流模塊一、直流母線(xiàn)、用于連接風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光伏 發(fā)電設(shè)備和直流母線(xiàn)的AC/DC雙向換流模塊二、微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載和監(jiān)控裝置；該儲(chǔ)能系統(tǒng)包 括蓄電池模塊、與上述直流母線(xiàn)連接的雙向DC/DC變換器；
[0008] 該監(jiān)控裝置包括：
[0009] 風(fēng)力發(fā)電發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，并對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的 發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測(cè)；
[0010] 光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏發(fā)電設(shè)備，并對(duì)光伏發(fā)電設(shè)備的發(fā)電 功率進(jìn)行預(yù)測(cè)；
[0011] 儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池模塊的SOC和DC/DC雙向變換器；
[0012] 大電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)模塊，用于實(shí)時(shí)從大電網(wǎng)調(diào)控中心獲知大電網(wǎng)的運(yùn)行情況以及相關(guān)調(diào) 度信息；
[0013] 并網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控模塊，用于控制微電網(wǎng)連接或隔離大電網(wǎng)；
[0014] 負(fù)載監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能電站內(nèi)的負(fù)載；
[0015] 中控模塊，用于確定微電網(wǎng)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；
[0016] 總線(xiàn)模塊，用于該監(jiān)控裝置的各個(gè)模塊的通信聯(lián)絡(luò)；
[0017] 該方法包括如下步驟：
[0018] S1.風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)獲取風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè) 備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；
[0019] S2.根據(jù)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)未來(lái)預(yù)定時(shí)刻內(nèi)的風(fēng)力發(fā) 電設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備的輸出功率進(jìn)行預(yù)測(cè)；
[0020] S3.實(shí)時(shí)檢測(cè)獲取蓄電池模塊的SOC，實(shí)時(shí)獲取微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載功率需求情況；
[0021] S4.實(shí)時(shí)獲取大電網(wǎng)的參數(shù)和調(diào)度信息，預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)間微電網(wǎng)與大電網(wǎng)連接點(diǎn)的 功率需求；
[0022] S5.儲(chǔ)能電站與大電網(wǎng)連接點(diǎn)的功率需求、當(dāng)前蓄電池儲(chǔ)能的SOC、當(dāng)前為電網(wǎng)內(nèi) 負(fù)載功率需求、未來(lái)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備輸出功率作為約束條件，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的 優(yōu)化運(yùn)行。
[0023] 優(yōu)選的，在步驟S2中采用現(xiàn)有技術(shù)中任意風(fēng)力發(fā)電功率預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)風(fēng)力發(fā)電 設(shè)備的輸出功率。
[0024] 優(yōu)選的，光伏發(fā)電設(shè)備包括光伏組件，所述在步驟S2中，采用如下方式預(yù)測(cè)光伏 發(fā)電設(shè)備的輸出功率：
[0025] S21?建立光伏組件的出力模型：Ppv(t) = qinvnpv(t)G(t)spv (1)
[0026] 式中Spv為光伏面板接收太陽(yáng)光照輻射的面積（m2)，G(t)光照輻射數(shù)值（W/m 2)， npv(t)為光伏組件能量轉(zhuǎn)換效率，ninv為逆變器轉(zhuǎn)換效率；
[0027] 其中，光伏組件的能量轉(zhuǎn)換效率與環(huán)境的溫度有關(guān)，環(huán)境溫度對(duì)光伏組件能量轉(zhuǎn) 換效率的影響為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有可平抑功率波動(dòng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的微電網(wǎng)的運(yùn)行和監(jiān)控方法，所述該微電網(wǎng)包 括：風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能系統(tǒng)、用于將微電網(wǎng)與大電網(wǎng)連接和隔離的AC/DC 雙向換流模塊一、直流母線(xiàn)、用于連接風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備和直流母線(xiàn)的AC/DC雙 向換流模塊二、微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載和監(jiān)控裝置；該儲(chǔ)能系統(tǒng)包括蓄電池模塊、與上述直流母線(xiàn)連 接的雙向DC/DC變換器； 該監(jiān)控裝置包括： 風(fēng)力發(fā)電發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，并對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的發(fā)電 功率進(jìn)行預(yù)測(cè)； 光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏發(fā)電設(shè)備，并對(duì)光伏發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率 進(jìn)行預(yù)測(cè)； 儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池模塊的SOC和DC/DC雙向變換器； 大電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)模塊，用于實(shí)時(shí)從大電網(wǎng)調(diào)控中心獲知大電網(wǎng)的運(yùn)行情況以及相關(guān)調(diào)度信 息； 并網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控模塊，用于控制微電網(wǎng)連接或隔離大電網(wǎng)； 負(fù)載監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能電站內(nèi)的負(fù)載； 中控模塊，用于確定微電網(wǎng)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(xiàn)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. 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)獲取風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備的 運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；
52. 根據(jù)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)未來(lái)預(yù)定時(shí)刻內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電設(shè) 備和光伏發(fā)電設(shè)備的輸出功率進(jìn)行預(yù)測(cè)；
53. 實(shí)時(shí)檢測(cè)獲取蓄電池模塊的S0C，實(shí)時(shí)獲取微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載功率需求情況；
54. 實(shí)時(shí)獲取大電網(wǎng)的參數(shù)和調(diào)度信息，預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)間微電網(wǎng)與大電網(wǎng)連接點(diǎn)的功率 需求；
55. 儲(chǔ)能電站與大電網(wǎng)連接點(diǎn)的功率需求、當(dāng)前