風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法
2023-06-10 00:17:46
專利名稱：風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法
技術領域：
本發明屬於微電網系統領域，尤其是一種風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法。
背景技術：
微電網系統由分布式電源、負荷和儲能設備等組成，微電網系統內部通過對分布 式電源進行調控，並在滿足供電質量和負荷需求等前提下，實現微電網系統的併網或孤島 運行。微電網系統相對於外網表徵為一個整體，能夠實現清潔能源的充分利用，提高供電可 靠性。在風光儲微電網系統中，儲能設備是微電網系統的重要組成部分。在併網運行模式 下，儲能設備可起到削峰填谷、平滑分布式電源出力等功能，通常儲能設備按經濟運行方式 保持一天不多於一個充放電循環；在孤島運行模式下，儲能設備做為主控制單元，根據光伏 出力、風機出力和負荷情況進行綜合調控，依靠儲能設備維持微電網系統的電壓和頻率，並 且在必要時候可採取切負荷/切機手段。由於儲能設備的造價相對較高，因此，如何經濟高 效的進行儲能容量的選取是目前工程實際一個難點。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種能夠對風、光、儲微電網系統的 儲能容量進行準確地選取的風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法。本發明解決現有的技術問題是採取以下技術方案實現的一種風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法，包括以下步驟(1)確定微電網系統中風力發電和光伏發電的裝機容量以及接入微電網系統的負 荷大小和性質；(2)確定併網模式下微電網系統的邊界約束以及其內部分布式電源發電量的仿真 預測數據和負荷預測數據；(3)根據併網模式下的仿真預測數據，計算併網模式下同一時段發電功率與負荷 需求的電量差；(4)依據併網模式下微電網系統的電量差和相關約束，計算併網模式下的儲能設
備容量需求；(5)確定孤島模式下微電網系統的邊界約束以及其內部分布式電源發電量的仿真 預測數據和負荷預測數據；(6)根據孤島模式下的仿真預測數據，計算孤島模式下同一時段發電功率與負荷 需求的電量差；(7)依據孤島模式下微電網系統維持自身電壓和頻率的期望運行時間和孤島模式 下同一時段發電功率與負荷需求的電量差，計算孤島模式下的儲能設備容量需求；(8)綜合考慮併網模式和孤島模式的儲能設備容量需求，計算微電網系統的儲能容量。
而且，所述步驟⑵併網模式下微電網系統的邊界約束包括(1)微電網系統與主網功率交換約束；(2)典型日風力發電有功功率仿真預測數據；(3)典型日光伏發電有功功率仿真預測數據；(4)典型日微電網系統負荷的有功功率預測數據；(5)儲能設備的充放電容量控制和平滑出力。而且，所述步驟(5)孤島模式下微電網系統的邊界約束包括(1)孤島模式下微電網系統維持自身電壓和頻率的期望運行時間；(2)典型日風力發電有功功率仿真預測數據；(3)典型日光伏發電有功功率仿真預測數據；(4)典型日微電網系統負荷的有功功率預測數據；(5)儲能設備的充放電容量控制和維持微電網系統的電壓、頻率。而且，所述微電網系統與主網的有功功率交換約束為
「00271 P << ρ 〈 P式中，Pmgmin代表微電網系統與主網有功功率交換約束下限；Pmgmax代表微電網系統 與主網有功功率交換約束上限；Pmg(t)代表微電網系統與主網的實時有功功率交換，t代表 時間；所述儲能設備的充放電容量控制和平滑出力的約束為
^bmm — Cb if) < CfomaxUfemm <4(0 ^ ^max
f < f < f
、J mm _ J _ J max式中，Cbmin代表微電網系統儲能設備已儲存電量佔總容量比例的控制約束下限； Cbmax代表微電網系統儲能設備已儲存電量佔總容量比例的控制約束上限；Cb(t)代表微電 網系統儲能設備已儲存電量佔總容量的實時比例，t代表時間。Ibmin代表微電網系統儲能電 池充/放電電流約束下限；Ibmax代表微電網系統儲能電池充/放電電流約束上限；Ib(t)代 表微電網系統儲能電池實時充/放電電流，t代表時間；f代表儲能系統的日充放電循環頻 率，fmin代表儲能系統的日充放電循環頻率下限，fmax代表儲能系統的日充放電循環頻率上 限。而且，所述步驟(3)及步驟(6)中，計算同一時段發電功率與負荷需求的電量差的 方法為Δ Pmg (t) = Pwe (t) +Ppv (t) -P1 (t)式中，Δ Pmg(t)代表微電網系統同一時段發電功率與負荷需求的電量差，t代表時 間；Pireα)代表通過仿真得到的微電網系統風機所發有功功率；Ppv(t)代表通過仿真得到的 微電網系統光伏所發有功功率T1U)代表微電網系統負荷有功功率消耗預測；而且，所述步驟(4)中，計算併網模式下的儲能設備容量需求的方法為
權利要求
1.一種風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法，其特徵在於包括以下步驟(1)確定微電網系統中風力發電和光伏發電的裝機容量以及接入微電網系統的負荷大 小和性質；(2)確定併網模式下微電網系統的邊界約束以及其內部分布式電源發電量的仿真預測 數據和負荷預測數據；(3)根據併網模式下的仿真預測數據，計算併網模式下同一時段發電功率與負荷需求 的電量差；(4)依據併網模式下微電網系統的電量差和相關約束，計算併網模式下的儲能設備容量需求；(5)確定孤島模式下微電網系統的邊界約束以及其內部分布式電源發電量的仿真預測 數據和負荷預測數據；(6)根據孤島模式下的仿真預測數據，計算孤島模式下同一時段發電功率與負荷需求 的電量差；(7)依據孤島模式下微電網系統維持自身電壓和頻率的期望運行時間和孤島模式下同 一時段發電功率與負荷需求的電量差，計算孤島模式下的儲能設備容量需求；(8)綜合考慮併網模式和孤島模式的儲能設備容量需求，計算微電網系統的儲能容量。
2.根據權利要求1所述的風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法，其特徵在於所 述步驟(2)併網模式下微電網系統的邊界約束包括(1)微電網系統與主網功率交換約束；(2)典型日風力發電有功功率仿真預測數據；(3)典型日光伏發電有功功率仿真預測數據；(4)典型日微電網系統負荷的有功功率預測數據；(5)儲能設備的充放電容量控制和平滑出力。
3.根據權利要求1所述的風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法，其特徵在於所 述步驟(5)孤島模式下微電網系統的邊界約束包括(1)孤島模式下微電網系統維持自身電壓和頻率的期望運行時間；(2)典型日風力發電有功功率仿真預測數據；(3)典型日光伏發電有功功率仿真預測數據；(4)典型日微電網系統負荷的有功功率預測數據；(5)儲能設備的充放電容量控制和維持微電網系統的電壓、頻率。
4.根據權利要求2所述的風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法，其特徵在於所 述微電網系統與主網的有功功率交換約束為式中，Pmgmin代表微電網系統與主網有功功率交換約束下限；Pmgmax代表微電網系統與主 網有功功率交換約束上限；Pmg(t)代表微電網系統與主網的實時有功功率交換，t代表時 間；所述儲能設備的充放電容量控制和平滑出力的約束為
5.根據權利要求1所述的風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法，其特徵在於所 述步驟(3)及步驟(6)中，計算同一時段發電功率與負荷需求的電量差的方法為APmg(t) = Pwe (t)+Ppv (t)-P1U)式中，APmg(t)代表微電網系統同一時段發電功率與負荷需求的電量差，t代表時間； Pwe(t)代表通過仿真得到的微電網系統風機所發有功功率；Ppv(t)代表通過仿真得到的微 電網系統光伏所發有功功率P1U)代表微電網系統負荷有功功率消耗預測；
6.根據權利要求1所述的風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法，其特徵在於所 述步驟(4)中，計算併網模式下的儲能設備容量需求的方法為
7.根據權利要求1所述的風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法，其特徵在於所 述步驟(7)中，計算孤島模式下的儲能設備容量需求的方法為
8.根據權利要求1所述的風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法，其特徵在於所 述步驟(3)中，計算微電網系統的儲能容量； Cb = max (Cbl, Cb2) X k式中，Cb代表計算得到的微電網系統儲能設備的容量，為待求量；k為儲能設備的裕度 係數。
全文摘要
本發明涉及一種風、光、儲微電網系統的儲能容量選取方法，包括(1)確定微電網系統中風力發電和光伏發電的裝機容量以及接入負荷大小和性質；(2)確定併網模式下的邊界約束、仿真預測數據和負荷預測數據；(3)計算併網模式下同一時段發電功率與負荷需求的電量差；(4)計算併網模式下的儲能設備容量需求；(5)確定孤島模式下邊界約束、仿真預測數據和負荷預測數據；(6)計算孤島模式下同一時段發電功率與負荷需求的電量差；(7)計算孤島模式下的儲能設備容量需求；(8)計算微電網系統的儲能容量。本發明能夠對風、光、儲微電網系統的儲能容量進行準確地選取，為工程建設提供了科學的依據，保證了風光儲微電網系統的可靠運行，節省了微電網系統工程建設的投資。
文檔編號H02J3/28GK102005771SQ201010601680
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者於士斌, 劉嘉超, 徐劍, 李芳 , 程宇, 趙榮崢, 黎鵬, 龔博 申請人:天津電力設計院