[发明专利]基于虚拟储能的电热微网联络线功率波动平抑方法

说明书

一种基于虚拟储能的电热微网联络线功率波动平抑方法，首先通过基于电热微网用户侧建筑物的蓄热能力，构建融合热泵、燃气轮机、建筑物蓄能的虚拟储能系统模型；电热微网能量控制中心通过采集可再生能源以及用户负荷的实时功率，综合考虑超级电容荷电状态以及虚拟储能系统状态，进而确定联络线目标功率，以实现微网联络线功率平滑目标，最后通过计算可控设备预出力并修正后，给出设备最终出力；本发明能够满足室温约束的同时对虚拟储能系统进行出力调控，同时配合超级电容充放电，将电热微网联络线波动功率在虚拟储能(热泵、微燃气轮机)与超级电容间进行分配，在提升分布式电源的消纳能力的同时优化能源综合利用效率。

技术领域

本发明涉及的是一种多能源电网智能控制领域的技术，具体是一种基于虚拟储能的电热微网联络线功率波动平抑方法。

背景技术

当前针对微网联络线功率平滑技术，主要通过控制蓄电池、超级电容等电储能设备充放电，对波动功率进行平抑。有技术方案提出基于蓄电池荷电状态，实时调整低通滤波时间常数，平滑目标功率波动并减少了系统储能容量；有文献提出采用混合储能将风电功率波动在蓄电池与超级电容间进行分配。这些技术通过电储能设备对目标功率进行平滑，但储能的高投资成本仍限制着其在微网中的普及应用。

将热泵、微型燃气轮机等制热设备应用于电热微网，通过电热转换、热电联供技术对电能、热能进行协调控制，能够更为经济有效地平抑联络线功率波动，同时满足微网用户终端的用热需求。热泵开关的规律性切换，可实现微网联络线功率平滑，有效减少储能平抑波动的充放电容量与次数。目前，对电、热耦合及能量转换关系的分析不够深入，有方法基于电力市场背景，以降低联络线波动功率与微网运行成本为目标建立电热联合模型，并确定各设备功率出力，但未考虑设备制热量对用户侧用热造成的具体影响。这些技术基于热电联供系统，在功率平滑技术中取得了突破，但制热设备类型较为单一，且尚未实现电能与热能的深度耦合。为进一步利用热电联供系统的能量互补与协同控制优势，综合应用多种类型设备进行制热，并充分利用热能调节灵活性，配合电储能设备对联络线功率进行平滑，是电热微网联络线功率平抑的重要方向。

在热电联供系统中，电热微网能量控制中心可通过提高或降低制热功率，以调控热泵用电功率与微燃气轮机发电出力，进而平抑联络线功率波动分量。由于建筑物墙体存在隔热效果，室内温度对于电气变化量的响应速度很慢，其蓄热特性可类比于电储能系统充放电。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于虚拟储能的电热微网联络线功率波动平抑方法，考虑热电联供系统的特点与建筑物蓄热特性，构建虚拟储能模型；结合虚拟储能与超级电容的状态，制定联络线功率控制目标；通过两个低通滤波器对联络线功率进行高中低分频，与电热泵出力控制模块相连并传输低频波动功率信号，与微燃机出力控制模块相连并传输中频波动功率信号，在满足室温约束的同时对虚拟储能系统进行出力调控，同时配合超级电容充放电，将电热微网联络线波动功率在虚拟储能(热泵、微燃气轮机)与超级电容间进行分配，在提升分布式电源消纳能力的同时优化能源综合利用效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于虚拟储能的电热微网联络线功率波动平抑方法，首先通过基于电热微网用户侧建筑物的蓄热能力，构建融合热泵、燃气轮机、建筑物蓄能的虚拟储能系统模型；电热微网能量控制中心通过采集可再生能源以及用户负荷的实时功率，综合考虑超级电容荷电状态以及虚拟储能系统状态，进而确定联络线目标功率，以实现微网联络线功率平滑目标，最后通过计算可控设备预出力并修正后，给出设备最终出力。