[发明专利]基于光伏-蓄电池-温控负荷的虚拟储能调峰系统与方法

说明书

本发明的基于光伏‑蓄电池‑温控负荷的虚拟储能调峰系统与方法，系统包括：光伏单元、蓄电池单元和集群温控负荷单元、系统控制单元、逆变单元和调度控制中心。将光伏单元的发电过程等效为虚拟储能电池的放电过程，温控负荷单元增加负荷电力过程等效为虚拟储能电池的充电过程，反之为放电过程。光伏单元、蓄电池单元和集群温控负荷单元构成虚拟储能单元。以天气预测数据作为输入，控制夜间蓄电池梯度充电，根据调度信号和光伏出力情况在日间谷期梯度充电，实现虚拟储能单元与电网母线进行稳定的信息和能量交互，进而参与需求响应调峰服务。本发明能实现能源互补，避免弃光现象，又能参与调峰服务，降低负荷峰谷差，充分考虑用户的舒适度。

技术领域

本发明属于电力系统辅助服务中的需求响应技术领域，涉及基于光伏-蓄电池-温控负荷的虚拟储能调峰系统与方法。

背景技术

近年来，环境污染与能源危机问题不断加剧，我国能源结构不断发生变化，随着清洁能源广泛应用，新的问题也随之而来。由于可再生能源发电的不确定性，其无法实现平滑并网，从而发生“弃风、弃光”现象。同时，季节性尖峰负荷的不断攀升导致电网尖峰压力不断增大。这种情况下，用户侧的调控显得尤为重要。为促进清洁能源的发展，优化多种资源配置，虚拟储能与清洁能源就地消纳成为新的研究热点。储能调控是实现清洁能源平滑并网、参与电力系统需求响应的关键技术。

就目前的虚拟储能系统而言，其内部主要考虑了蓄电池进行滤波并与温控负荷协调控制，以此来平滑清洁能源并网，减小对电网的冲击。但该种情况并没有考虑到阴天或者无风等环境因素，且阴天或者无风的天气情况下温控负荷用户的舒适度也没有得到充分的考虑。因此，采用考虑环境因素以及用户舒适度的虚拟储能系统与电网进行信息与能量交互是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供基于光伏-蓄电池-温控负荷的虚拟储能调峰系统与方法，以实现能源互补，避免弃光现象，又能参与调峰服务，降低负荷峰谷差。

本发明的基于光伏-蓄电池-温控负荷的虚拟储能调峰系统，包括：虚拟储能单元、系统控制单元、调度控制中心和逆变单元；

所述虚拟储能单元的对外特性等效为实际电池的充放电特性，包括信号处理模块、分别与信号处理模块连接的光伏单元、蓄电池单元和集群温控负荷单元，蓄电池单元和集群温控负荷单元相连接；

所述逆变单元将虚拟储能单元的直流电进行逆变后与配电网的联络线相连；

所述系统控制单元通过信号处理模块控制虚拟储能单元内部的能量分配，并控制虚拟储能单元与配电网进行能量交互；

所述调度控制中心用于向系统控制单元发送调峰信号进而控制虚拟储能单元和配电网进行能量交互。

在本发明的基于光伏-蓄电池-温控负荷的虚拟储能调峰系统中，所述系统控制单元包括温度传感器、中央控制器和上位机；

所述温度传感器用于采集室内温度信号并发送给上位机；

所述上位机用于获取预测的次日温度、天气阴晴状态、连续阴天天数以及蓄电池单元的SOC_b状态并发送给中央控制器；

所述中央控制器用于对虚拟储能单元进行能量监测，并接收上位机的信息和调度控制中心的调峰信号经分析后向虚拟储能单元的信号处理模块发送控制信号以实现能量分配和配电网进行能量交互。

在本发明的基于光伏-蓄电池-温控负荷的虚拟储能调峰系统中，所述虚拟储能单元中的光伏单元的发电过程折算为虚拟储能电池的放电过程，光伏单元折算为虚拟储能电池的荷电状态为：

式中：Q_PV为光伏单元的额定发电容量，I为光伏单元的工作点电流，U为光伏单元的工作点电压，t为光伏单元的发电时间。