[发明专利]一种微电网储能裕度的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电网储能裕度的检测方法。具体地说，本发明是针对含多种微电源、负荷以及储能装置的微电网，建立基于成本目标、可再生能源波动抑制目标、功率需求匹配目标的微电网储能裕度检测模型。属于微电网与储能技术领域。

背景技术

微电网是由微电源、储能设备、负荷和控制装置共同构成的一种新型网络结构，它能够充分促进分布式电源与再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网和智能电网的一个重要形式。微电网通常包含一定比例的风力发电和光伏发电,由于出力受微电源安置地的自然资源的影响，具有波动性和间歇性。因此，通常微电网会配置一定容量的储能，实现内部功率的瞬时平衡，提高电能质量、供电可靠性和系统稳定性。

针对微电网储能装置的容量进行优化配置，常见的优化模型有：考虑了风力发电和光伏发电的不确定性，以系统全年总运行费用最低为目标建立的优化配置模型，杨珺等.针对独立风光发电中混合储能容量优化配置研究[J].电力系统保护与控制,2013,04:38-44；以装置成本最低、功率匹配最佳、可再生能源输出功率平滑度最好建立的复合储能多目标优化数学模型，谭兴国等.微电网复合储能多目标优化配置方法及评价指标[J].电力系统自动化,2014,08:7-14。然而传统的研究主要考虑优化配置储能装置的容量，对微电网储能裕度检测涉及较少。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术不足，提供一种微电网储能裕度的检测方法，根据引入储能设备前后，微电网所能承载负荷的能力的变化，对微电网储能裕度进行检测或计算微电网要达到某一储能裕度时，所需的储能装置的最小容量。其特点是首先，不投入储能设备，建立基于成本目标、可再生能源波动抑制目标和功率需求匹配目标的微电网经济运行优化模型，将微电网内的非间歇性微电源(如微型燃气轮机等)作为决策变量带入，采用粒子群算法对运行优化模型进行求解，记录所求得的微电网非间歇性微电源的出力和单位发电负荷所对应的综合成本。然后，投入储能设备，将非间歇性微电源和储能设备出力作为决策变量带入微电网经济运行优化模型并采用粒子群算法进行求解，记录此时所求得的微电网储能设备的出力和单位发电负荷所对应的综合成本。采用二分法，不断调整投入储能设备后微电网的负荷水平，直到达到终止条件(即投入储能设备前后单位发电负荷所对应的综合成本之差的绝对值小于设定值)，从而检测出微电网某运行方式下的储能裕度，即在维持系统评价指标不变的前提下，系统新增的可承载负荷的能力为微电网的储能裕度。

本发明的目的由以下技术措施实现

储能裕度检测算法分为两部分：一是以装置成本最低、功率匹配最佳、可再生能源输出功率平滑度为目标函数，计算微电网的单位发电负荷的综合成本；二是通过不断调整投入储能后微电网的负荷水平，使得投入储能设备前后，微电网的单位发电负荷的综合成本相等。此时，系统新增的承载负荷的能力即为微电网的储能裕度。

微电网的储能裕度检测方法包括以下步骤：

1)储能裕度检测模型

本发明建立了含有风力发电机、光伏电池、微型燃气轮机等多种微电源、负荷及储能设备的微电网储能裕度检测模型；考虑了成本目标、可再生能源波动抑制目标、功率需求匹配目标在内的目标函数，考虑了微电网系统中的功率平衡、各个微电源容量限制、微型燃气轮机爬坡率、联络线传输功率、蓄电池容量和蓄电池充放电各类约束。

其目标函数为：

minf＝f₁+f₂+f₃   (1)

其中