[发明专利]一种用于高渗透分布式光伏的分层储能能量管理系统

权利要求书

1.一种用于高渗透分布式光伏的分层储能能量管理系统，其特征在于：所述系统包括：硬件层、支撑平台层、建模分析层、应用功能层、及人机界面层；

所述硬件层包括逻辑控制器及传感器；

所述支撑平台层括操作系统、数据库管理、网络通信及安全管理，完成系统基本功能；

所述建模分析层完成负荷及光伏出力预测模型、储能充放电控制、光伏并网控制、区域电网状态估计、灵敏度分析、风险评估分析；

所述应用功能层为能量管理系统的具体实施模块；

所述人机界面层为能量管理系统呈现在用户侧的表现形式；

所述负荷预测基于神经网络预测算法和灰色模型算法在预测速度、外推性能、容错能力以及预测误差四个方面的参数区别，建立基于参数性能的加权模型，实现预测精度和速度的提高；所述光伏出力预测基于光伏电池的基本数学模型，采用基于最大功率跟踪(MPPT)算法，导入地区气象预测模型，形成所述光伏出力预测模型；所述储能充放电控制基于蓄电池的数学模型，结合DC/DC模块及DC/AC模块的控制技术，基于蓄电池的荷电状态(SOC)，形成合理的并网控制策略；所述光伏并网控制基于光伏电池的数学模型，结合DC/DC模块及DC/AC模块的控制技术，形成合理的并网控制策略；所述区域电网状态估计根据采集到的数据以及电网拓扑分析结果，进行基于混合量测的配电网状态估计，求取配电网状态变量，为其他分析控制模块提供基础；所述灵敏度分析以储能装置单位容量及储能装置类型为基本分析参数，分析参数变化时，对分层储能系统频率和电压水平的灵敏度，并根据灵敏度和响应速度对分布式储能进行聚类分析，从而实现储能装置的有序控制；所述风险评估分析，进行区域配电网系统中引起随机性故障的因素的量化，建立能表征系统风险的量化指标并进行计算、分析，并结合灵敏度分析结果，为危险情况的预防控制提供快速的指导。

2.如权利要求1所述的一种用于高渗透分布式光伏的分层储能能量管理系统，其特征在于，所述应用功能层包括图形监控模块、系统安全评定模块、能量优化调度模块、保护管理模块，告警简报模块，报表功能模块。

3.如权利要求1或2所述的一种用于高渗透分布式光伏的分层储能能量管理系统，其特征在于，所述系统中涉及到的数据处理和计算环节通过分布式的网格计算平台进行。

4.如权利要求3所述的一种用于高渗透分布式光伏的分层储能能量管理系统，其特征在于，所述网格计算平台由基础资源层、网格中间件层、核心服务层和用户接口层组成。

5.如权利要求4所述的一种用于高渗透分布式光伏的分层储能能量管理系统，其特征在于，所述基础资源层实现对所述系统应用的区域配电网中计算资源的集中管理并计算性能构建计算资源池；所述网格中间件层负责计算资源与计算需求之间的动态链接；所述核心服务层完成用户管理、资源分配任务；所述用户接口层实现与所述分层储能能量管理系统间的接口设计。

6.如权利要求2所述的一种用于高渗透分布式光伏的分层储能能量管理系统，其特征在于，所述图形监控模块采用基于面向对象的建模技术，实现对分层储能系统主接线、设备元件库的图形化处理，并建立图形处理环境，使分层储能能量管理系统能适用于不同的区域配电网结构；所述系统安全评定模块通过状态估计模型综合灵敏度分析和风险分析结果，建立评估模型库，并提供关于配电网系统网络分析的一系列安全评定方式，实现配电网系统控制预决策，以提高系统安全性；所述能量优化调度模块基于负荷预测信息、光伏发电预测信息，综合考虑区域电网中上级调度的需求，对集中储能、分布式储能、光伏发电形成合理的调度控制策略，保证系统能量处于最优状态；所述保护管理模块实现对分层储能系统中线路、光伏阵列、蓄电池单元、母线元件的运行状态、故障信息、事故范围参数的集中管理与配置，实现了系统保护功能的集中控制，大幅提高系统中所有设备运行的可靠性；所述告警简报模块基于分层储能系统中所有故障告警信息，形成系统总体运行状态图，并对未来运行状态进行预测，实现对故障位置、影响范围、危害程度的分层、分区控制；所述报表功能模块基于计算资源池中的数据库资源，完成所述分层储能能量管理系统中运行数据的收集、传输、存储，并根据运行管理需要，形成相应的数据报表。