[发明专利]一种平抑功率波动的微电网多时间尺度能量管理方法

说明书

本发明提供直流微电网能量管理方法，具体是一种平抑功率波动的微电网多时间尺度能量管理方法。所述方法利用多时间尺度能量管理方法，结合蓄电池和超级电容器混合储能系统，跟踪平抑网内功率波动。采用“时分秒”三个时间尺度，日前制定小时级调度计划，日内滚动修正分钟级调度计划，实时秒级跟踪网内功率波动，蓄电池平抑低频功率波动，超级电容器平抑高频功率波动。本发明考虑不同尺度间的协调配合，能够最大限度地利用混合储能系统平抑网内功率波动，大大提高微电网经济和稳定运行。

技术领域

本发明属于直流微电网能量管理领域，特别是涉及一种平抑功率波动的微电网多时间尺度能量管理方法。

背景技术

随着工业的不断发展，人类对电能的需求越来越大，电力系统用电负荷不断增加。在当前化石能源日益枯竭和环境问题日益严峻的社会背景下，优化能源结构，发展清洁可再生能源，是推动能源革命的本质要求，也是我国经济社会转型发展的迫切需要。可再生能源发电技术具有资源丰富、环境污染小、燃料成本小等优点，开发利用高效经济、灵活可靠的可再生能源发电技术是解决能源危机和环境问题的有效途径。

微电网实质上是由分布式电源、储能系统、负荷以及监控保护装置、能量转换装置等组成的小型发配电力系统。微电网可有效地利用风能、太阳能等清洁可再生能源，解决大电网和分布式电源间的矛盾，它既能够接入大电网工作又能够直接以孤网模式工作。

但是由于风光等可再生能源发电的间歇性和不可控性，微电网运行方式的复杂性以及网内分布式单元的多样性等原因，微电网能量管理较为复杂。微电网既需要保证网内安全稳定运行，满足功率平衡、用户供电需求，又要保证微电网整体的经济运行。现有能量管理方法多数只考虑单一时间尺度上的优化调度，调度周期较长，且是一种静态调度方式；考虑多时间尺度的能量管理方法缺乏不同时间尺度间的协调配合，不同尺度间采用同一个经济性运行目标，未考虑网内功率不平衡情况；由于光伏的间歇性、负荷波动性特点，仅根据预测技术制定的能量管理方法，不能避免网内可能出现的功率波动情况，且一般网内仅配备单一蓄电池能量型储能设备，响应速度相对较低，无法充分平抑网内波动。

综上，研究一种利用蓄电池和超级电容器混合储能系统来平抑微电网内功率波动的多时间尺度能量管理方法具有重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种平抑功率波动的微电网多时间尺度能量管理方法，在多时间尺度下细化调度计划，利用多时间尺度能量管理方法，结合蓄电池和超级电容器混合储能系统，跟踪平抑网内功率波动。采用“时分秒”三个时间尺度，日前制定小时级调度计划，日内滚动修正分钟级调度计划，实时秒级跟踪网内功率波动，蓄电池平抑低频功率波动，超级电容器平抑高频功率波动，大大提高了微电网经济和稳定运行。

本发明的技术方案是：提供一种平抑功率波动的微电网多时间尺度能量管理方法，其特征是，将微电网的能量管理方法分为三个调度时间尺度：日前调度制定、日内滚动修正和实时优化调度；以一日为整个调度周期，日内调度阶段以微电网经济运行为目标，制定小时级静态工作计划；日内滚动修正阶段，基于模型预测控制算法，根据微电网运行状态和超短期预测结果对日前调度计划进行修正，制定分钟级动态工作计划；实时优化阶段，根据系统实际运行情况，利用蓄电池和超级电容器混合储能系统，跟踪功率平抑波动，蓄电池平抑低频功率波动，超级电容器平抑高频功率波动。

所述的微电网为光伏直流微电网，微电网含0.75kV电压等级的直流母线，并通过DC/AC逆变器、静态开关、0.75/10kV变压器和大电网相连，直流母线引出四条馈线，第一至三条馈线分别通过DC/DC变换器接入蓄电池、超级电容和光伏发电系统，第四条馈线接入负荷；微电网能量管理系统对微电网中分布式单元进行数据采集和控制，实现对微电网的能量管理，管理对象包含：光伏发电系统、混合储能系统、联络线。