[发明专利]一种独立微电网储能裕度检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电网储能技术领域，特别涉及一种基于可靠性和随机特性的独立微电网储能裕度检测方法。

背景技术

近年来，随着能源、环境问题日益突出以及电力市场改革的深入，可再生能源发电在全球迅速发展。由于风、光等间歇性能源具有的波动与随机等变化特性，对微电网的功率平衡、电压和频率稳定带来了较大影响。并且，目前风、光等间歇性能源功率预测精度不高，也增加了风、光并网的随机性。储能设备，由于其具有灵活的功率调节能力，已成为平衡微电网内部的瞬时功率、提高电能质量和系统稳定性的一种重要装置。利用储能系统能够有效地平抑间歇性能源功率波动，减小波动对电网的影响，增强间歇性能源发电功率的稳定性。

微电网主要有并网运行、孤网运行等模式，在并网模式下，微电网可由上级配网对其进行支持。为了体现微电网对上级配网的支撑作用，要求微电网在失去外部供电后，其自身具有对本地负荷持续供电能力[1]。目前，储能系统的研究主要集中在控制策略和容量优化配置上，常见的优化模型有：以装置成本最低为目的的基于机会约束规划的混合储能容量配置方法[2]、以平抑风电场功率波动目标的基于短期神经网络算法容量配置的优化设计[3]、以及基于最小成本、最佳功率匹配、最平滑输出功率的多目标储能优化配置模型[4]，但较少涉及储能裕度。

[1]王成山，高菲，李鹏，等.低压微电网控制策略研究[J].中国电机工程学报，2012，25：2－9.

[2]谢石骁，杨莉，李丽娜.基于机会约束规划的混合储能优化配置方法[J].电网技术，2012，05：79-84；

[3]张坤，毛承雄，谢俊文，等.风电场复合储能系统容量配置的优化设计[J].中国电机工程学报，2012，25：79－87+13.

[4]谭兴国，王辉，张黎，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.

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种独立微电网储能裕度检测方法，通过对含储能设备的微电网的储能裕度进行量化，能够充分地提高含储能设备的微电网运行效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种独立微电网储能裕度检测方法，包括以下步骤：

步骤1：确定可靠性评价指标

微电网孤岛运行，在电力不足而削减负荷的情况下，其可靠性采用孤岛电力不足期望值指标进行描述，即式中，EDNSI为孤岛电力不足期望值，C_i为微电网在孤岛运行时，第i个场景下的负荷削减量，P_i为第i个场景的概率，n_p代表总的场景数；在电力过剩而弃风弃光的情况下，其可靠性采用孤岛电力过剩而生成的弃风弃光量进行描述，即式中，EPEI为孤岛电力过剩期望值，i代表由抽样产生的场景，D_i为微电网在孤岛运行时，第i个场景下的弃风弃光量，n_p代表总的场景数；若是第i个场景下的发电量恰好能满足负荷，则认为第i个场景的负荷削减量C_i和弃风弃光量D_i均为0；

步骤2：建立考虑随机特性的风、光或负荷模型

各个时刻的风、光或负荷由预测功率和由预测所带来的误差的补偿两部分组成，即v＝d+p，式中，v为考虑预测误差的风、光或负荷的出力，d为风、光或负荷出力的日前预测值，p为日前功率预测值d的预测误差补偿部分，通过p的变化描述日前预测所带来的误差；采用正态分布N(μ,σ²)对风、光或负荷出力的随机特性进行描述，即描述产生满足正态分布N(μ,σ²)的随机数为风、光或负荷的各个时刻的出力v，其中，μ为日前预测值，σ为由于预测误差所带来的标准差；

步骤3：输入风、光或负荷日前预测值及对应的日前预测误差

步骤4：生成场景

基于拉丁超立方采样的蒙特卡洛模拟法，分别产生N_s个风、光出力或负荷随机场景，各场景初始概率均为1/N_s，其中N_s为需要生成的场景总数；各个风、光或负荷的场景具体生成方法为：分别针对各个时刻，对步骤2中正态分布进行反函数变换，生成的符合分布的随机变量即为该场景该时刻的风、光或负荷的实际出力；

步骤5：评估储能设备接入前系统的可靠性