[发明专利]一种自治型微电网储能容量配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自治型微电网储能容量的配置方法，特别是在考虑孤岛运行时间和故障状态下期望系统稳定运行时间要求下的多元复合储能容量配置方法，属于微电网系统领域。 

背景技术

储能容量的优化配置问题是微电网规划设计的重要问题。目前常用的储能容量配置和优化方法主要包括：差额补充法，波动平抑分析法，经济特性优化法。差额补充法又分为年能量平衡法、基本负荷连续供电保障小时计算法等。核心是采用储能补充发电和负荷的能量供需不平衡，或者是保障负荷在一定特殊情形下的能量需求。传统的差额补充法未考虑实际运行过程中储能容量的动态变化，配置的储能容量值可能存在偏差。波动平抑分析法主要分析储能对波动功率平抑效果，根据平抑的指标要求进行储能容量的优化配置。具体又包括频谱分析法和时间常数法。波动平抑分析法是以平抑的效果来修正储能容量，需要进行反复的计算。该方法主要应用于大型并网风电场的储能容量配置，对于微电网的应用针对性不强。经济特性优化法主要是建立系统的经济运行模型，推导目标函数和约束条件，储能系统容量作为其中的一个优化变量采用遗传算法、粒子群算法等进行求解。经济性分析方法目前没有标准统一的目标函数和求解算法，求解过程复杂。 

发明内容

本发明针对微电网实际运行过程中可能出现的孤岛运行，以及在系统极端条件下对微电网能够稳定运行的期望，考虑运行过程中储能容量的动态变化，提出一种自治型微电网储能容量的配置方法，该方法针对微电网运行的具体参数进行储能的额定容量和额定功率计算，不需要进行大量的时域仿真，计算简单，针对性强。 

本发明采用的技术方案是：1.一种自治型微电网储能容量配置方法，包括如下步骤： 

（1）确定微电网中发电的装机容量和接入的负荷大小和性质； 

（2）计算计划运行时间T内微电网中发电和负荷的有功功率； 

（3）计算计划运行时间T内微电网中发电与负荷之间供需不平衡功率； 

（4）计算微电网从某时刻开始孤岛运行T1时间累计的不平衡能量E1； 

（5）计算需要储能提供的最小放电能量E2； 

（6）计算需要储能吸收的最小充电能量E3； 

（7）考虑充放电效率和变换器效率，计算需要储能提供的最小容量E4； 

（8）考虑储能的荷电状态的上下限，计算微电网中储能的额定容量Erate1； 

（9）计算计划运行时间T内微电网中发电与负荷之间的最大供需不平衡功率绝对值； 

（10)计算计划运行时间T内微电网中需要储能平抑的最大波动功率P1； 

（11）考虑功率型储能的充放电效率和变换器效率，计算需要储能提供的最小功率P2； 

（12）考虑储能的荷电状态的上下限，计算微电网中储能的额定功率Prate1； 

（13）计算微电网从某时刻开始孤岛运行T1-T2时间累计的不平衡能量E5； 

（14）计算微电网在系统极端条件下，需要储能备用的最小放电能量E6； 

（15）计算微电网在系统极端条件下需要储能提供的最小放电能量E7； 

（16）计算微电网在系统极端条件下需要储能吸收的最小充电能量E8； 

（17）考虑充放电效率和变换器效率，计算微电网在系统极端条件下需要储能提供的最小容量E9； 

（18）考虑储能的荷电状态的上下限，计算微电网在系统极端条件下储能的额定容量Erate2； 

（19）计算计划运行时间T内微电网在系统极端条件下需要储能平抑的最大波动功率P3； 

（20）考虑充放电效率和变换器效率，计算需要储能提供的最小功率P4； 

（21）考虑储能的荷电状态的上下限，计算微电网中储能的额定功率Prate2； 

（22）计算自治型微电网的储能额定容量Erate； 

（23）计算自治型微电网的储能额定功率Prate； 

所述累计的不平衡能量E1的计算方法为： 

计算计划运行时间T内微电网中发电与负荷之间供需不平衡功率曲线； 

ΔP(t)=P_DG(t)-P_load(t) 

计算微电网从时刻tj开始孤岛运行T1时间累计的不平衡能量E1，