用於分布式光伏電源併網調控的儲能裝置容量配置方法
2023-05-14 18:32:11
專利名稱：用於分布式光伏電源併網調控的儲能裝置容量配置方法
技術領域：
本發明涉及一種用於分布式光伏電源併網調控的儲能裝置容量配置方法，屬光伏 電源併網控制技術領域。
背景技術：
太陽能資源豐富，對環境無任何汙染，是滿足可持續發展需求的可再生能源之一， 光伏發電是太陽能應用的一種主要方式。依據是否併網，光伏電源可分為獨立運行和併網 運行。併網運行又可分為通過輸電網接入系統的規模化電站集中接入方式和位於配網區域 的分布式接入方式。隨著光伏發電技術的進一步成熟及其發電成本的降低，分布式光伏電 源必將在未來配電網中得到光伏的應用。分布式光伏電源雖有一系列的優點，但其併網運行將給電網帶來諸如電壓偏差、 電壓波動、諧波、直流偏磁等一系列問題。更為重要的是，由於光伏發電的輸出功率與氣 象條件密切相關，具有較大的隨機性，難以進行有效調控，伴隨著分布式光伏電源的大量並 網，將給配網運行帶來較大的風險。在分布式光伏電源併網的同時配置儲能裝置，可實現光 伏電源出力的平滑濾波，有效減少輸出電力波動，對含大量分布式光伏電源的配網穩定運 行具有很大的好處。考慮到儲能裝置價格高昂，如何針對分布式光伏電源運行的特點，在滿 足配網穩定運行要求的基礎上配置合理的儲能裝置容量正成為一個日益受到關注的問題。
發明內容
本發明的目的是，為了解決分布式光伏電源併網存在的電壓偏差、電壓波動、諧 波、直流偏磁等問題，降低分布式光伏電源輸出的隨機性，實現其併網輸出功率的較好控 制，本發明提供了一種用於分布式光伏電源併網調控的儲能裝置容量配置方法。本發明的技術方案是，實測分布式光伏電源一天的實際輸出功率曲線P(t)；獲 取分布式光伏電源一天的理想輸出功率曲線P*(t)；確定光伏電源的容許輸出誤差α ；將 P(t)和P*(t)離散化處理得到相應的P(k)和P*(k)，其中(k = 0，l，2...N)；計算理想輸出 上誤差功率Pu*(k)和下誤差功率P/(k)；計算儲能設備所需的充電電能Wc;計算儲能設備 所需的放電電能Wf ；分別在晴天、多雲和陰雨三種典型氣象條件下計算相應的Wc和Wf ；比 較晴天、多雲和陰雨三種典型氣象條件下計算得到的Wc和Wf，取其中的最大值作為儲能裝 置的容量。所述方法具體步驟如下1、實測分布式光伏電源一天的實際輸出功率曲線P(t)；2、獲取分布式光伏電源一天的理想輸出功率曲線P*(t)；3、確定光伏電源的容許輸出誤差α ；4、將P(t)和P*(t)離散化處理得到相應的P(k)和P*(k)，其中(k = 0，1，2…N)；5、計算理想輸出上誤差功率Pu*(k)和下誤差功率P/(k)；6、計算儲能設備所需的充電電能Wc ；
7、計算儲能設備所需的放電電能Wf ；8、分別在晴天、多雲和陰雨三種典型氣象條件下計算相應的Wc和Wf ；9、比較晴天、多雲和陰雨三種典型氣象條件下計算得到的Wc和Wf，取其中的最大 值作為儲能裝置的容量。本發明方法所述的理想輸出上誤差功率Pu*(k)和下誤差功率P/(k)可根據下式進 行計算Pu*(k) =P*(k)X(l+a)，Pd*(k) =P*(k) X (I-Q)0本發明方法所述的儲能設備所需的充電電能Wc計算方法為比較P(k)和Pu*(k)， 在總數N個點中，大於Pu*(k)的點的個數為M，功率用P(m)表示，則儲能設備所需的充電電
M
能Wc=￡ [P(m)_ Pu*(k)]T/N，式中τ為光伏電源一天的發電時間。 /=0本發明方法所述的儲能設備所需的放電電能Wf計算方法為比較P(k)和P/(k)， 在總數N個點中，小於P/(k)的點的個數為Y，功率用P(y)表示，則儲能設備所需的放電電
M
能Wf=藝[P/(k) - P(y)]T/N，式中τ為光伏電源一天的發電時間。 /=0本發明與現有技術比較的有益效果是，本發明提出了一種用於分布式光伏電源並 網調控的儲能裝置容量的合理配置方法，以滿足光伏電源併網輸出功率的可預測性和可控 性為前提，避免了儲能裝置容量的浪費，對實現分布式光伏電源發電計劃和配網電能質量 控制具有重要意義。本發明適用於分布式光伏電源併網調控的儲能裝置容量的合理配置。
圖1為含分布式光伏電源和儲能裝置的配網結構圖；圖2為儲能裝置容量配置計算方法流程圖。
具體實施例方式本發明的具體實施方式
如圖1和圖2所示。圖1為含分布式光伏電源和儲能裝置的配網結構圖，為彌補分布式光伏電源輸出 的隨機性，儲能裝置與分布式光伏電源並聯對輸出功率進行調節，同時還可用於解決諧波 等分布式光伏電源併網所帶來的配網電能質量問題。圖2為儲能裝置容量配置計算方法流程圖，根據儲能裝置容量配置計算方法的基 本流程，首先實測分布式光伏電源一天的實際輸出功率曲線p(t)；而後根據氣象數據，由 光伏輸出預測方法獲得或直接根據電網調度要求設定分布式光伏電源一天的理想輸出功 率曲線P*(t)；將P(t)和P*(t)離散化處理得到相應的P(k)和P*(k)，其中(k = 0,1,2-N)；根據系統要求確定光伏電源的容許輸出誤差α，結合P(k)和P*(k)，通過公= P*(k)X(l+a)和P/(k) =P*(k)X(l-a)計算得到理想輸出上誤差功率Pu*(k)和下誤差 功率P/(k)；比較P(k) *Pu*(k)，在總數N個點中，若大於？/(10的點的個數為M，功率用
M
P(m)表示，則儲能設備所需的充電電能Wc=^ [P(m)- Pu*(k)]T/N，式中τ為光伏電源 一天的發電時間；比較p(k)和P/(k)，在總數N個點中，若小於P/(k)的點的個數為Y，功率用P(y)表示，則儲能設備所需的放電電能Wf=；^ [ Pd*(k) —p(y)]T/N.根據晴天、
多雲和陰雨三種典型氣象條件下的數據分別計算相應的Wc和Wf ；取其中的最大值作為儲 能裝置的容量。
權利要求
一種用於分布式光伏電源併網調控的儲能裝置容量配置方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟(1)實測分布式光伏電源一天的實際輸出功率曲線P(t)；(2)獲取分布式光伏電源一天的理想輸出功率曲線P*(t)；(3)確定光伏電源的容許輸出誤差α；(4)將P(t)和P*(t)離散化處理得到相應的P(k)和P*(k)，其中(k＝0，1，2…N)；(5)計算理想輸出上誤差功率Pu*(k)和下誤差功率Pd*(k)；(6)計算儲能設備所需的充電電能Wc；(7)計算儲能設備所需的放電電能Wf；(8)分別在晴天、多雲和陰雨三種典型氣象條件下計算相應的Wc和Wf；(9)比較晴天、多雲和陰雨三種典型氣象條件下計算得到的Wc和Wf，取其中的最大值作為儲能裝置的容量。
2.根據權利要求1所述的一種用於分布式光伏電源併網調控的儲能裝置容量配置方 法，其特徵在於，所述獲取分布式光伏電源一天的理想輸出功率曲線P*(t)可根據氣象數 據，由光伏輸出預測方法獲得或直接根據電網調度要求設定。
3.根據權利要求1所述的根據權利要求1所述的一種用於分布式光伏電源併網調控的 儲能裝置容量配置方法，其特徵在於，所述計算理想輸出上誤差功率P/(k) % Pu*(k) =P*(k)X(l+a)；所述下誤差功率P/(k)為P/(k) =P*(k) X (I-Q)0
4.根據權利要求1所述的一種用於分布式光伏電源併網調控的儲能裝置容量配置方 法，其特徵在於，所述計算儲能設備所需的充電電能Wc的方法為比較 P(k)；在總數N個點中，大於P/(k)的點的個數為M，功率為P (m)表示，T為光伏電源一天的 發電時間；M則儲能設備所需的充電電能
5.根據權利要求1所述的一種用於分布式光伏電源併網調控的儲能裝置容量配置方 法，其特徵在於，所述計算儲能設備所需的放電電能Wf的方法為比較 p(k)和 P/(k)；在總數N個點中，小於P/(k)的點的個數為Y，功率用P(y)表示，T為光伏電源一天的 發電時間；M則儲能設備所需的放電電能
全文摘要
一種用於分布式光伏電源併網調控的儲能裝置容量配置方法，所述方法實測分布式光伏電源一天的實際輸出功率曲線P(t)；獲取分布式光伏電源一天的理想輸出功率曲線P*(t)；確定光伏電源的容許輸出誤差α；將P(t)和P*(t)離散化處理得到相應的P(k)和P*(k)，其中(k＝0，1，2…N)；計算理想輸出上誤差功率Pu*(k)和下誤差功率Pd*(k)；計算儲能設備所需的充電電能Wc；計算儲能設備所需的放電電能Wf；分別在晴天、多雲和陰雨三種典型氣象條件下計算相應的Wc和Wf；比較晴天、多雲和陰雨三種典型氣象條件下計算得到的Wc和Wf，取其中的最大值作為儲能裝置的容量。本發明適用於分布式光伏電源併網調控的儲能裝置容量的合理配置。
文檔編號H02J3/28GK101950980SQ20101027975
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月13日 優先權日2010年9月13日
發明者吳素農, 孫旻, 範瑞祥 申請人:江西省電力科學研究院