[发明专利]一种具有可平抑功率波动的储能系统的微电网

说明书

所属技术领域

本发明涉一种具有可平抑功率波动的储能系统的微电网。

背景技术

微电网(Micro-Grid)也译为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。

以风电和光伏发电为主的微电网作为超高压、远距离、大电网供电模式的补充，代表着电力系统新的发展方向。风能和太阳能资源是清洁的可再生能源，但存在着随机性和波动性的问题，给电网带来一系列的影响。功率的波动性程度直接影响电网原有的潮流分布，当风力发电和光伏发电的渗透率处于较高水平时，波动性和随机性会给电网的原有运行方式带来巨大的冲击。为了减少这种冲击，可以在风电机组和光伏电站联合发电的系统中配置大规模储能系统联合运行。

储能技术对微电网的实现有重要作用，其应用在很大程度上解决新能源发电的波动性和随机性问题，有效提高间歇性微源的可预测性、确定性和经济性。此外，储能技术在调频调压和改善系统有功、无功平衡水平，提高微电网稳定运行能力方面的作用也获得了广泛研究和证明。

然而，现配置大规模储能系统价格比较昂贵，因此，有必要综合考虑输电工程成本，储能系统成本，输电收益，储能系统收益，建立以综合效益最大化为目标，给定输电线路输电能力时的储能系统优化配置的方法。

发明内容

本发明提供一种具有可平抑功率波动的储能系统的微电网，该微电网可预测微电网中的发电设备的发电功率和微电网中的负载变化，可追踪和预测微电网和大电网连接点功率，实时检测的蓄电池模块电池容量，能制定和实施最适宜的控制策略，保障微电网在并网时按照大电网的需求平稳提供有功功率和无功功率，并提升储能系统的安全性和使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供一种具有可平抑功率波动的储能系统的微电网，该微电网包括：风力发电设备、光伏发电设备、储能系统、用于将微电网与大电网连接和隔离的AC/DC双向换流模块一、直流母线、用于连接风力发电设备、光伏发电设备和直流母线的AC/DC双向换流模块二、微电网内负载和监控装置；

该储能系统包括蓄电池模块、与上述直流母线连接的双向DC/DC变换器；

该监控装置包括：

风力发电发电设备监控模块，用于实时监控风力发电设备，并对风力发电设备的发电功率进行预测；

光伏发电设备监控模块，用于实时监控光伏发电设备，并对光伏发电设备的发电功率进行预测；

储能系统监控模块，可实时监控蓄电池模块的SOC和DC/DC双向变换器；

大电网联络模块，用于实时从大电网调控中心获知大电网的运行情况以及相关调度信息；

并网运行监控模块，用于控制微电网连接或隔离大电网；

负载监控模块，用于实时监控储能电站内的负载；

中控模块，用于确定微电网的运行策略，并向上述监控装置中的各模块发出指令，以执行该运行策略；

总线模块，用于该监控装置的各个模块的通信联络。

优选的，光伏发电设备监控模块至少包括光伏发电设备电压、电流检测设备、光强及温度检测设备。

优选的，所述光伏发电设备监控模块实时获取光伏发电设备的运行数据，并存储数据。

优选的，所述风力发电设备监控模块至少包括风力发电设备电压、电流及频率检测设备，风速检测设备。

优选的，所述风力发电设备监控模块实时获取风力发电设备的运行数据，并存储数据。

优选的，储能系统监控模块至少包括蓄电池端电压、电流、SOC获取设备以及温度检测设备。

优选的，所述SOC获取设备包括：第一获取模块，用于获取电池的工作状态；第一确定模块，用于根据电池的工作状态确定用于估算电池荷电状态的估算方法；计算模块，用于按照估算方法计算电池处于不同的工作状态下的电池荷电状态值。

优选的，第一确定模块包括：第一确定子模块，用于在获取到的工作状态为静止状态的情况下，确定估算方法为第一估算方法，其中，第一估算方法包括开路电压法；第二确定子模块，用于在获取到的工作状态为恢复状态的情况下，确定估算方法为第二估算方法；第三确定子模块，用于在获取到的工作状态为充放电状态的情况下，确定估算方法为第三估算方法，其中，第三估算方法包括卡尔曼滤波法。

优选的，蓄电池模块采用锂电池作为电能存储的基础单元。