[发明专利]一种智能微电网柴储配合控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统智能微电网技术领域，具体涉及一种智能微电网柴储配合控制方法。

背景技术

随着智能电网技术不断深入人心，分布式电源技术、微电网技术得到了快速的发展，微电网也因此成为配网的重要补充和组成部分，在用户终端发挥着重要作用。所谓微电网（micro-grid），是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。微电网通常由分布式发电（风、光、柴发、燃气轮机等）和储能系统构成，其中风、光等可再生能源系统具有波动性和间歇性的特点，因此不能作为系统主电源，而储能系统由于价格昂贵，通常安装容量有限，也不适宜用作系统单一主电源。

目前，从已有的微网示范项目，通常配置柴油发电机为微网主电源，维持微电网电压频率恒定，储能系统配合柴油发电机工作，起到配合新能源接入、系统调频等功能。当风、光资源丰富时，且负荷较小时，主电源由柴油发电机切换至储能系统。因此，风、光等可再生能源通常控制为PQ节点，微电网运行策略中关键之处是解决柴油发电机和储能系统协调控制的问题。

为了让微电网能够安全稳定运行，必须在稳态、动态及暂态等过程实施快速有效的控制。微网的稳态控制主要是为了解决系统经济运行问题，提高新能源利用效率；动态控制主要是应对负荷或电源的短时波动问题，如小负荷的突增突减，小容量电源的投退等；而暂态控制则主要是为了应对大负荷及电源的突增、突减问题。其中，稳态控制的核心是柴储协调配合问题。

为了解决微电网运行中的稳态控制问题，主要需要解决以下两个问题：

一是储能功能定位问题，储能在进行稳态控制时，主要功能是配合新能源接入，当风光富余时，储能系统存储多余的风光出力，当风光出力不足时，对负载放电。储能另外一个功能则是系统主电源，控制储能系统电压、频率恒定。

二是柴储控制策略和流程的问题，主要分两种主要控制模式，一种是柴储不切换，柴油发电机一直做系统主电源，储能起辅助调节作用，另一种是柴储切换，当储能充电至SOC上限时，主电源会由柴油发电机切换至储能系统。

发明内容

为了解决现有技术微电网稳态控制问题，本发明提出一种智能微电网柴储配合控制方法，解决了储能功能定位和柴储控制策略问题并提高了微网中新能源利用率和经济性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种智能微电网柴储配合控制方法，包括柴储不切换和柴储切换两种模式；

所述柴储不切换：柴油发电机为系统主电源，储能系统起辅助调节作用，储能系统工作于PQ方式；

所述柴储切换：当柴油发电机为主电源时，储能系统工作在PQ方式，当储能系统充电至SOC上限时，主电源由柴油发电机切换至储能系统，储能系统工作在VF方式，当储能系统放电至SOC下限时，主电源由储能系统切换至柴油发电机。SOC上下限根据实际运行情况定，通常运行期间可设为10%~90%，预留10%作为紧急备用，下同。

所述柴储不切换包括两个阶段：储能充电阶段和储能放电阶段；

储能系统充电阶段，比较净负荷与柴油发电机最小功率，当净负荷大于柴油发电机最小功率时储能系统充电，否则储能系统充电功率控制为零；

储能系统放电阶段，比较净负荷与柴油发电机最小功率，当净负荷大于柴油发电机最小功率时储能系统放电；否则放弃部分风光能源，维持柴油发电机最小功率。

所述柴储切换包括两个阶段：柴油发电机主控阶段和储能做主电源阶段；

柴油发电机主控阶段：比较净负荷与柴油发电机最小功率，当净负荷小于柴油发电机最小功率时储能系统充电；否则储能系统不充电；

储能系统为主控阶段：储能系统工作于VF方式，判定净负荷与分布式电源弃能大小，当净负荷大于分布式电源弃能，则投入部分分布式电源，保证分布式电源投入后系统净负荷大于零，以确保储能系统处于放电状态。

所述净负荷等于微电网所有负荷功率之和与新能源功率之差，即净负荷=P_负荷-P_新能源，其中新能源不包括柴油发电机。

所述柴油发电机最小功率为30%的柴油发电机额定功率。柴油发电机最优经济运行区间30%~80%，其中30%额定功率定义为柴油发电机最小出力限制，小于此值对柴油发电机寿命有一定影响，同时，单位输出功率耗油量也会增加。

储能系统SOC上下限条件，储能充满电判断条件为储能SOC状态或电池端电压，其中储能SOC上下限条件的可根据实际情况进行设置。