自適應式微網(wǎng)儲能系統(tǒng)能量優(yōu)化管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到分布式電壓系統(tǒng)匹配的儲能技 術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 大規(guī)模使用以可再生能源（RES-E)為主的分布式電源（DG)可以降低對化石能源 的依賴，有效減少大氣污染排放，促進電力市場優(yōu)化。然而，由于RES-E出力特性與負荷逆 向分布，難以被當?shù)刎摵沙浞掷?，?guī)模化RES-E (風能和光伏）會導致大量過剩功率入網(wǎng)， 影響系統(tǒng)穩(wěn)定性同時限制可再生能源入網(wǎng)數(shù)量的增長。因此，利用分布式電源與儲能元件 組成的微網(wǎng)對就近負荷供電可以減小對大系統(tǒng)擾動，保證供電的安全性、可靠性和能量分 配的有效性，同時提高用電經(jīng)濟性以及RES-E的使用效率。
[0003] 但是，目前大多數(shù)對于分布式電源的控制方案是利用預測數(shù)據(jù)實現(xiàn)儲能元件充放 電控制算法，如果預測值足夠精確則能較好地削減負荷峰值。但分布式能源在空間上較為 分散且數(shù)目眾多，大多數(shù)情況下，預測值和實際值之間存在著較大的誤差，同時在小范圍內(nèi) 很難實現(xiàn)對于負荷的精確預測，這使得已有算法在實際應用過程中無法很好達到提出的 "削峰填谷"效果，能源的就地利用效率也大打折扣。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種用于消除預測數(shù)據(jù)的 不確定性對儲能系統(tǒng)控制策略的影響，由此考慮采用不需要預測數(shù)據(jù)的儲能系統(tǒng)控制策 略。
[0005] 為了實現(xiàn)此目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為如下。
[0006] -種自適應式微網(wǎng)儲能系統(tǒng)能量優(yōu)化管理方法，所述方法包括以下步驟：
[0007] A、確定微網(wǎng)儲能系統(tǒng)中電池比前一天可多用于調(diào)峰的能量；
[0008] B、根據(jù)所述電池比前一天可多用于調(diào)峰的能量與電池儲能容量的下限的比值，調(diào) 整微網(wǎng)儲能系統(tǒng)中電池的放電閾值，其中，
[0009] 當所述比值大于1時，減小所述放電閾值，
[0010] 當所述比值小于1時，增大所述放電閾值。
[0011] 其中所述減小放電閾值為：
[0013] 其中，Pmtto⑴為第i采樣點的放電閾值，T為每日的采樣點數(shù)，
[0014] PBref(i_T)為前一天電池的功率調(diào)度參考值，
[0015] E' Wd(d+1)為電池比前一天可多用于調(diào)峰的能量，
[0016] AEwd(Cl)為前一天的電池能量調(diào)度總量。
[0017] 另外，減小所述電池的放電閾值后，進一步包括，根據(jù)新的放電閾值重新校準電池 比前一天可多用于調(diào)峰的能量和所述比值，其中，
[0019] 其中E' Wd(d+l)njPE' Itiad(CW)cild分別為校準后和校準前的電池比前一天可 多用于調(diào)峰的能量；
[0020] 并根據(jù)校準后的電池比前一天可多用于調(diào)峰的能量，重新確定與電池儲能容量的 下限的比值。
[0021] 另一方面，所述增大放電閾值為：
[0023] 其中，Pmtto⑴為第i采樣點的放電閾值，T為每日的采樣點數(shù)，
[0024] PBraf(i_T)為前一天電池的功率調(diào)度參考值，
[0025] E' Wd(d+1)為電池比前一天可多用于調(diào)峰的能量，
[0026] AEwd(Cl)為前一天的電池能量調(diào)度總量。
[0027] 增大所述放電閾值后，進一步包括，根據(jù)新的放電閾值重新校準電池比前一天可 多用于調(diào)峰的能量和所述比值，其中，
[0029] 其中P Wd(d+UPW Itiad(CW)cild分別為校準后和校準前的電池比前一天可 多用于調(diào)峰的能量；
[0030] 并根據(jù)校準后的電池比前一天可多用于調(diào)峰的能量，重新確定與電池儲能容量的 下限的比值。
[0031] 另外，所述步驟A之前，進一步包括：
[0032] A0、確定與電價相關(guān)的微網(wǎng)儲能系統(tǒng)剩余功率，來判定電池是處于充電模式還是 放電模式；
[0033] AU當電池處于放電模式時，根據(jù)前一天的負荷功率、新能源發(fā)電功率、電池充放 電功率以及電池的實時儲能狀態(tài)確定微網(wǎng)儲能系統(tǒng)中電池比前一天可多用于調(diào)峰的能量。
[0034] 所述減小放電閾值的條件還進一步包括：電池前一秒的儲能狀態(tài)大于電池儲能下 限，且當前時刻系統(tǒng)剩余功率值大于前一天同時刻的值；所述增大放電閾值的條件還進一 步包括：電池前一秒的儲能狀態(tài)大于電池儲能下限，且當前時刻系統(tǒng)剩余功率值小于前一 天同時刻的值。
[0035] 通過采用本發(fā)明的自適應式微網(wǎng)儲能系統(tǒng)能量優(yōu)化管理方法，能夠?qū)崿F(xiàn)以下技術(shù) 效果：
[0036] (1)在控制電池充放電過程中，不需要負荷和新能源發(fā)電的預測數(shù)據(jù)，因此本發(fā)明 的自適應式微網(wǎng)儲能系統(tǒng)能量優(yōu)化管理方法不受負荷實時波動的影響；
[0037] (2)本發(fā)明【具體實施方式】中的自適應式微網(wǎng)儲能系統(tǒng)能量優(yōu)化管理方法能夠最大 限度地實現(xiàn)新能源的本地利用，避免大量過剩功率涌入大電網(wǎng)；
[0038] (3)能夠提高電池儲能的利用效率，由此更好地實現(xiàn)對負荷的"削峰填谷"。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明【具體實施方式】中自適應式微網(wǎng)儲能系統(tǒng)能量優(yōu)化管理方法的流程 示意圖。
[0040] 圖2為用戶負荷需求以及光伏和風力發(fā)電輸出功率曲線示意圖。
[0041] 圖3為微網(wǎng)儲能系統(tǒng)剩余功率曲線不意圖。
[0042] 圖4為現(xiàn)有技術(shù)中利用固定閾值法的電池能量曲線示意圖。
[0043] 圖5為固定閾值法的電池調(diào)度參考值和新的用電量需求曲線示意圖。
[0044] 圖6為基于預測數(shù)據(jù)的固定閾值法第39小時-48小時部分分析曲線示意圖。
[0045] 圖7為使用本發(fā)明【具體實施方式】的自適應式微網(wǎng)儲能系統(tǒng)能量優(yōu)化管理方法前 后放電閾值的曲線示意圖（24-96小時）。
[0046] 圖8為使用本發(fā)明【具體實施方式】的自適應式微網(wǎng)儲能系統(tǒng)能量優(yōu)化管理方法前 后電池輸出功率曲線示意圖
[0047] 圖9為使用本發(fā)明【具體實施方式】的自適應式微網(wǎng)儲能系統(tǒng)能量優(yōu)化管理方法前 后新的負荷（NGD)曲線不意圖。
【具體實施方式】
[0048] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細說明。
[0049] 以下公開詳細的示范實施例。然而，此處公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)僅僅是出于 描述示范實施例的目的。
[0050] 然而，應該理解，本發(fā)明不局限于公開的具體示范實施例，而是覆蓋落入本公開范 圍內(nèi)的所有修改、等同物和替換物。在對全部附圖的描述中，相同的附圖標記表示相同的元 件。
[0051] 同時應該理解，如在此所用的術(shù)語"和/或"包括一個或多個相關(guān)的列出項的任意 和所有組合。另外應該理解，當部件或單元被稱為"連接"或"耦接"到另一部件或單元時， 它可以直接連接或耦接到其他部件或單元，或者也可以存在中間部件或單元。此外，用來描 述部件或單元之間關(guān)系的其他詞語應該按照相同的方式理解（例如，"之間"對"直接之間"、 "相鄰"對"直接相鄰"等）。
[0052] 介紹本發(fā)明的技術(shù)方案之間，首先說明本發(fā)明所采用的基本原理。
[0053] 在整個計算過程中，首先要得到與電價有關(guān)的剩余功率曲線來判定電池是處于充 電還是放電模式。當電池運行模型確定之后，就要考慮電池充放電功率的限制條件和能量 轉(zhuǎn)換效率。若電池處于放電模式，影響電池放電功率最關(guān)鍵的因素就是放電閾值的選擇。
[0054] 考慮到電網(wǎng)功率Pti隨電價變化的特性，即在低電價時向微網(wǎng)儲能系統(tǒng)充電，在高 電價時不充電，可計算微網(wǎng)儲能系統(tǒng)的剩余功率為：
[0055] 當 prc(i) = 1 時，
[0056] Psp (i) = P!(i)-[Ppv(i)+PG(i)+Pwd(i)],
[0057] 當 prc(i) = 2 時，
[0058] Psp (i) = P!(i)-[Ppv(i)+Pwd(i)], (1)
[0059] 式中：prc為價格，"1"代表低電價，"2"代表高電價;Psp為剩余功率（kW) ;P :為用 戶負荷需求（kW) ;Ppv為光伏發(fā)電功率（kW) 為電網(wǎng)功率（kW) ;Pwd為風力發(fā)電功率（kW); i為采樣點（在本發(fā)明【具體實施方式】的采樣時間取為ls，但也可以根據(jù)需要調(diào)整）。
[0060] 在得到微網(wǎng)儲能系統(tǒng)剩余功率曲線并確定電池充放電模式后，便可計算電池的功 率調(diào)度參考值P Braf(kW)，即為電池在第i秒的充放電功率，正值代