[发明专利]一种含多类储能的离网型风光储微电网的能量管理方法

说明书

技术领域

本发明属于微电网能量管理技术领域，尤其是一种含多类储能的离网型风光储微电网的能量管理方法。

背景技术

为了缓解能源危机，构建可持续能源系统，同时满足用户对电力的多样性需求，可再生能源分布式发电及微型电网系统越来越受到重视。微电网可以促进可再生能源的分布式发电的离网运行，提高可再生能源的利用率。可再生能源的利用、节能和环保是我国长期科技发展计划的重要研究领域。微电网是一种新的分布式能源组织方式和结构，通过将地域相近的一组微电源、储能装置与负荷结合起来进行协调控制。

在正常情况下，微电网离网运行，微电网离网能量优化管理就是指通过协调微电网中的分布式电源、储能设备，对用户的需求侧进行管理，对微电源的输出功率进行控制和管理，实现根据微电网实时运行情况下动态地对微电网中负荷在各分布式电源、储能装置单元之间进行全局性的优化分配，使微电网安全、高效、可靠和经济地运行。

经济运行是微电网系统追求的一个重要目标。在微电网系统中，由于分布式发电单元及分布式储能单元的种类繁多，而且每种分布式能源的特性又各不相同，必须要建立新的能量管理优化模型才能适应微电网经济运行的要求；同时，在以可再生能源为主的微电网系统中，还需要考虑可再生能源利用率最大化等运行优化策略，以确保微电网高效、经济地运行。国内外许多学者提出了多种能量管理方法，常用的有：1、根据系统电气参数和分布式电源种类进行目标优化；2、根据风力发电系统、光伏发电系统、蓄电池储能装置各自的数学模型和控制策略，实现多电源协调控制和微电网能量优化管理；3、对能量管理进行分层调度，不同调度层实现不同的能量管理策略。但微电网储能装置的荷电状态在能量管理过程中发生变化，一般方法没有对微电网能量管理与储能装置荷电状态之间的联系进行深入分析和详细规划，因此难以做到基于储能装置的最优能量管理。

经对现有技术文献的检索发现，含分布式发电的微电网能量管理多目标优化(王新刚，艾芊，徐伟华，韩鹏.含分布式发电的微电网能量管理多目标优化[J].电力系统保护与控制,2009,10:79-83.)针对分布式电源的运行特性，将不同类型的电源区别对待，进行多目标优化，以达到整个微电网的最优化运行；风光储微电网多电源协调控制策略研究(张佳军.风光储微电网多电源协调控制策略研究[D].华北电力大学,2013.)在研究永磁直驱风力发电系统、光伏发电系统、蓄电池储能装置各自的数学模型和控制策略，以及风光储微电网运行特性的基础上，提出了该风光储微电网的多电源协调控制策略，给出了该协调控制策略的架构，提出了基于多时间尺度的能量优化管理策略，以及微电源与储能的实时调度策略；微电网孤网实时能量优化管理(李满礼,付蓉,杨健.微电网孤网实时能量优化管理[J].微型机与应用,2014,15:76-79+82.)提出了双层协调调度的方法，以计划调度层和实时调度层来解决微电网孤网实时能量优化管理的问题。计划层是基于不可控微电源功率预测的主要考虑微电网经济性的调度方法。实时层是在计划层的基础上对不可控微电源实际功率与预测功率之间的误差进行调度，再将调度结果叠加到计划层各个可控微电源的功率上。以上的方法和技术都没有根据储能装置荷电状态的变化情况对微电网能量管理方法进行深入分析和详细规划，只在分布式电源、负荷、储能等结构上以及多时间尺度和能量调度架构方面进行分析，没有对微电网能量管理与储能装置荷电状态之间的联系进行深入分析和提出详细的能量管理方案。

针对以上不足，本发明根据负荷、风力发电系统以及光伏发电系统的运行情况确定锂电池储能装置的备用需求，然后结合锂电池储能装置的SOC，实行SOC在不同储能荷电状态下的微电网能量管理方法，充分利用液流电池储能装置的调节能力和光伏发电系统的发电能力，实现含多类储能的离网型风光储微电网的能量优化管理。经过仿真，验证了该控制策略的正确性。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种含多类储能的离网型风光储微电网的能量管理方法，首先通过调整光伏发电系统以及液流储能装置使得微电网功率波动处于锂电池储能装置的调节范围之内，然后利用锂电池储能装置的调节能力对微电网的运行进行调节，充分利用微电网内的可再生能源的发电能力。

一种含多类储能的离网型风光储微电网的能量管理方法，其包括如下步骤：

(1)对锂电池储能装置和液流电池储能装置的SOC的进行区域划分；

(2)根据负荷、风力发电系统以及光伏发电系统的运行情况确定锂电池储能装置的备用容量，然后微电网控制器结合当前锂电池储能装置SOC和锂电池储能装置备用容量计算锂电池储能装置的充放电功率上下限；