利用儲能系統(tǒng)平滑微網并網點功率波動的能量管理方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種由分布式發(fā)電單元組成微網與外部電網并網的技術，具體地講， 本發(fā)明設及一種用監(jiān)測信息對微網進行智能控制的能量管理技術，特別是一種利用儲能系 統(tǒng)平滑微網并網點功率波動的能量管理方法，它屬于智能電網技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著風力、光伏發(fā)電技術進步，運些清潔能源越來越多地得到應用?，F實中由若干 個發(fā)電單元組成的微網雖然可W滿足局部供配電需求，但獨立運行的微網易受外界因素影 響，運行效率不高，供配電質量差。為了優(yōu)化微網的運行效率及供配電質量，將微網融入外 部電網是當前最好的選擇，它可W維持局部的功率優(yōu)化和平衡，降低系統(tǒng)運行的人工調度 難度。但是，現有技術僅對微網中的發(fā)電單元和負荷單元進行監(jiān)測，沒有對儲能系統(tǒng)進行有 效監(jiān)測，不能及時調節(jié)儲能系統(tǒng)內的蓄電池工作狀態(tài)，易造成微網與外部電網的并網點功 率波動較大，電源不穩(wěn)定對配電的安全性和可靠性帶來不良影響。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明主要針對現有技術的微網連接外部電網時并網點功率波動較大的問題，提 出一種利用儲能系統(tǒng)平滑微網并網點功率波動的能量管理方法，它通過對發(fā)電單元、負荷 單元和儲能系統(tǒng)一并監(jiān)測，及時掌握微網并網點功率波動值，并W此為信息源動態(tài)調節(jié)微 網內儲能系統(tǒng)的功率，從而實現平滑并網點功率，減小微網并網點功率波動對外部電網影 響的目的。
[0004] 本發(fā)明通過下述技術方案實現技術目標。
[000引利用儲能系統(tǒng)平滑微網并網點功率波動的能量管理方法，它針對與外部電網相連 接的微網進行管理。其改進之處在于：同步監(jiān)測微網中的分布式發(fā)電單元、儲能系統(tǒng)和負荷 單元并網點功率，動態(tài)調節(jié)儲能系統(tǒng)充/放電，W減少微網并網點功率波動對外部電網的影 響。
[0006] 作為進一步改進方案，所述儲能系統(tǒng)內設至少一組相配套的雙向變流器和蓄電 池。
[0007] 作為進一步改進方案，所述分布式發(fā)電單元是光伏發(fā)電或風力發(fā)電或兩種皆有。
[0008] 作為進一步改進方案，所述分體式發(fā)電單元工作時其功率為輸出方向，負荷單元 工作時功率為輸入方向，儲能系統(tǒng)工作時功率既可W為輸入方向，也可W為輸出方向，當儲 能系統(tǒng)中的蓄電池荷電狀態(tài)SOC處于低位時，功率為輸入方向，反之為輸出方向。
[0009] 利用儲能系統(tǒng)平滑微網并網點功率波動的能量管理方法，使用基于滑動平均的一 階低通濾波器獲得相鄰兩時刻的微網并網點功率參考值，該一階低通濾波器的濾波時間常 數為平滑時間常數m，微網并網點功率在相鄰兩時刻的滑動平均值按下列公式（1)和(2)計 算：
式中p(t)表示微網并網點功率在t時刻的瞬時值，t的單位為秒;p(t)符號為正表示電 能量由外部電網流向微網，符號為負表示電能量由微網流向外部電網（1);及習表示微網 (2 )并網點功率從t-m時刻到t-1時刻的均值，瓦表示微網（2 )并網點功率從t-m+1時刻到t 時刻的均值； 儲能系統(tǒng)應補償的功率參考值Pbatcmd由基值Pbat和修正值丫兩部分組成，設定蓄電池荷 電狀態(tài)SOC有4個限值，分別為上上限SOCupupli，上限SOCDownli，下限SOCDownli，下下限 SOCoDwnDDwnli ;基值Pbat按公式(3)計算;修正值按公式(4)計算：
式中Prated為儲能系統(tǒng)配置的雙向變流器額定容量；丫為儲能系統(tǒng)功率參考修正系數， C(bat)為儲能系統(tǒng)中的蓄電池額定容量； 基于SOC反饋的控制的策略如下： 若SOC(t) > SOCupUpii; 若Pbat ( t) <0，則丫 =0，Pbat ( t) =0 ; 若Pbat (t) > 0，則丫=SOC (t) -SOC叩1 i; 若SOCupii <S0C(t)< SOCupUpii; 則丫=S0C(t)-S0C 叩 Ii; 若SOCDomii < S0C(t)<S0C叩Ii; 則 丫 =0; 若SOCDomDownli < S0C(t)<S0CDomli; 則丫 =SO(Xt)-SOCDmmli; 若SOC(t)<SOCDownDownli; 若 Pbat(t)<0,則丫=SOC(t)- SOCDownli; 若Pbat ( t) > 0，則丫 =0，且Pbat ( t) =0 ; 式中SOC(t)為蓄電池 SOC在t時刻的瞬時值； 儲能系統(tǒng)參考功率值Pbatemd由基值和修正值相加構成，具體按下列公式巧)計算：
f 5 ：) 本發(fā)明與現有技術相比，具有W下積極效果： 1、在相鄰兩時刻監(jiān)測微網并網點功率滑動平均值之差，W此為信息源控制儲能系統(tǒng)充 電或放電，由于所取的信息及時、準確、可靠，易實現平滑并網點功率波動，大大減小微網連 接外部電網時產生的副作用； 2、嚴控蓄電池荷電狀態(tài)SOC，合理預留蓄電池容量，有利于儲能單元充分發(fā)揮能量管理 功能。
【附圖說明】
[0010] 圖1是利用儲能系統(tǒng)平滑微網并網點功率波動的能量管理方法的原理方框圖。
[0011] 圖2是圖1所示儲能系統(tǒng)由一組相配套的雙向變流器和蓄電池組成原理方框圖。
[0012] 圖3是圖1所示儲能系統(tǒng)由二組相配套的雙向變流器和蓄電池組成原理方框圖。
[0013] 圖4是圖1所示儲能系統(tǒng)用一只雙向變流器控制兩只蓄電池的原理方框圖。
[0014] 圖5是圖1所示儲能系統(tǒng)功率參考值計算流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面根據附圖并結合實施例，對本發(fā)明作進一步說明。
[0016] 圖1所示利用儲能系統(tǒng)平滑微網并網點功率波動的能量管理方法，它針對與外部 電網1相連接的微網2進行管理。所述微網2由分布式發(fā)電單元2.1、儲能系統(tǒng)2.2和負荷單元 2.3組成，儲能系統(tǒng)2.2內設至少一組相配套的雙向變流器2.2.巧日蓄電池2.2.2同步監(jiān)測微 網2中的分布式發(fā)電單元2.1、儲能系統(tǒng)2.2和負荷單元2.3并網點功率波動值，并W此為依 據動態(tài)調節(jié)儲能單元的功率輸出。本實施例中的發(fā)電單元2.1既有光伏發(fā)電，也有風力發(fā) 電。分體式發(fā)電單元2.1工作時其功率為輸出方向，負荷單元2.3工作時功率為輸入方向，儲 能系統(tǒng)2.2工作時功率既可W輸入方向，也可W為輸出方向。當儲能系統(tǒng)2.2中的蓄電池 2.2.2荷電狀態(tài)SOC處于低位時，功率為輸入方向，反之為輸出方向。
[0017] 利用儲能系統(tǒng)平滑微網并網點功率的能量管理方法，它通過動態(tài)監(jiān)測微網內部各 分布式發(fā)電單元2.1、儲能單元2.2、負荷單元2.3及并網點的功率數據，并根據實時功率數 據進行能量管理優(yōu)化，協調調度儲能充/放電，平滑并網點功率波動。具體的能量管理方法 如下。
[0018] 首先使用基于滑動平均的一階低通濾波器獲得相鄰兩時刻的微網并網點功率點 參考值，該一階低通濾波器的濾波時間常數為平滑時間常數m。微網并網點功率在相鄰兩時 刻的滑動平均值如下所示：
顔 緻： 式（1)、（2)中，疑;練表示并網點功率在t時刻的瞬時值，t的單位為秒;P(〇符號為正表 示電能量由外部電網1流向微網2,符號為負表示電能量由微網2流向外部電網1;!^;表示 微網2并網點功率從t-m時刻到t-1時刻的均值，轅表示微網2并網點功率從t-m+1時刻到t時 刻的均值。
[0019]設*5為固定值，當購馬品I滿講時，調度儲能工作。當奪:;興駭：；，儲能釋放功率，當 奪:詰駭：；時，儲能吸收功率。
[0020] 由于蓄電池2.2.2的容量是有限的，當蓄電池2.2