[发明专利]一种微电源与储能实时调控方法

权利要求书

1.一种微电源与储能实时调控方法，其特征是，它包括以下内容：

1)不论是并网状态还是离网状态下，微电源与储能实时调控方法的主要控制目标是在保证微电网内实时的功率平衡和电压频率稳定的基础上，满足储能功率约束、储能充放电荷电量约束及并网时联络线功率约束条件，其表达式为：

其中，∑P_DG(t)为t时刻各微源发出的总有功功率；P_bat(t)为t时刻储能的有功功率，设定放电为正，充电为负；P_TL(t)为t时刻经由联络线传输的有功功率，设定微网向配网输送功率时为正，反之为负；∑P_L(t)为t时刻微电网内的负荷总有功功率；∑P_loss(t)为t时刻微电网内总有功功率损耗；P_TLmax(t)为t时刻联络线上允许传输的最大有功功率，由配电网管理中心进行设定；储能的功率限值介于最大充电功率与最大放电功率之间，P_CMAX为储能最大充电功率；P_DMAX为储能最大放电功率；SOC_min为储能放电的荷电量下限值，SOC_max为储能充电的荷电量上限值；

2)并网运行时：微电网中央控制器执行并网运行时微电源与储能的实时调控，为最大化利用可再生能源，存在间歇性和不稳定的微电源采用最大功率点跟踪控制保持最大功率输出，储能系统起到平抑微电源出力波动、削峰填谷、提高可再生能源利用效率作用，储能控制器按照微电网中央控制器下发的指令调整储能系统的充放电功率，在已知系统峰谷平负荷出现时间的情况下，通过考虑峰谷平时刻来划分供电优先级，在峰时刻微电网处于储能优先模式，谷时刻处于市电优先模式，其它时间处于一般模式，其中储能优先模式的含义是当储能SOC值大于其放电的下限值时，微电网内的负荷功率消耗优先由储能提供，不足部分再由市电来补充；储能市电优先模式的含义是不管储能SOC值是否大于其放电的上限值，微网内负荷功率消耗均由市电提供而储能不放电；一般模式的含义是当储能SOC值大于其放电的下限值时，储能以设定的放电功率为微电网内的负荷供电，不足部分再由市电来补充。并网运行的首要任务是微电网在满足负荷需求的前提下，用电峰时尽量向电网售电，用电谷时尽量从电网购电。并网运行时的微电源与储能的实时调控具体步骤为：

(1)并①：P_TL(t)＝-(∑P_L(t)+∑P_loss(t)+P_bat(t)-∑P_DG(t))0；

P_bat(t)＝-P_C(t)0；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss且SOCSOC_max时，此时储能SOC值未达到充电上限，若微电网选择市电优先模式，则储能按设定的充电功率充电，配电网提供有功功率给负荷和储能系统，P_C(t)为设定的储能充电功率；

(2)并②：P_TL(t)＝-(∑P_L(t)+∑P_loss(t)+P_bat(t)-∑P_DG(t))0；

P_bat(t)＝0；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss且SOCSOC_max时，此时储能SOC已达到充电上限值，若微电网选择市电优先模式，则储能既不充电也不放电，剩余的负荷有功功率由配电网提供；

(3)并③：P_TL(t)＝P_bat(t)+∑P_DG(t)-∑P_L(t)-∑P_loss(t)0；

储能优先模式：P_bat(t)＝P_DMAX0；

一般模式:P_bat(t)＝P_D0；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss且SOCSOC_min时，若微电网选择储能优先模式，则储能系统调整输出的有功功率至最大值，并判断是否满足此有功功率缺额，如果P_DMAX∑P_L(t)+∑P_loss(t)-∑P_DG(t)，既储能系统按照最大放电功率仍不能满足此有功功率缺额，则剩余功率缺额由配电网提供，若微电网选择一般模式，则储能系统按照设定的放电功率放电，P_D为储能放电时设定的有功出力；

(4)并④：P_TL(t)＝0；

P_bat(t)＝∑P_L(t)+∑P_loss(t)-∑P_DG(t)0；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss，SOCSOC_min且P_DMAX≥∑P_L(t)+∑P_loss(t)-∑P_DG(t)时，微电网选择储能优先模式，储能系统放电功率能够满足此有功功率缺额，则储能按照此有功功率缺额放电，联络线上传输的有功功率为零；

(5)并⑤：P_TL(t)＝P_bat(t)＝-P_C(t)0；

当∑P_DG＝∑P_L+∑P_loss且SOCSOC_max时，此时分布式微源发电功率刚好等于负荷消耗功率，储能按照设定的充电功率充电，由配电网为储能系统提供有功功率，既联络线上输送的有功功率等于储能的充电功率，保证储能系统有充足的电量；

(6)并⑥：P_TL(t)＝0；

P_bat(t)＝0；

当∑P_DG＝∑P_L+∑P_loss且SOC≥SOC_max时，此时储能SOC值已达到充电上限值，且分布式微源发电功率可以满足负荷需求，则储能既不充电也不放电，联络线上输送的有功功率为零；

(7)并⑦：P_TL(t)＝∑P_DG(t)-∑P_L(t)-∑P_loss(t)0；

P_bat(t)＝0；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss且SOC≥SOC_max时，此时储能SOC值已达到充电上限值，则多余的电量输送给配电网，储能既不充电也不放电；

(8)并⑧：P_TL(t)＝0；

P_bat(t)＝∑P_L(t)+∑P_loss(t)-∑P_DG(t)0；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss，SOCSOC_max，此时储能允许充电，若P_CMAX≥∑P_DG(t)-∑P_L(t)-∑P_loss(t)，既储能系统能够完全吸收这部分多出的有功功率，则多出的这部分有功功率全部用来给储能充电，联络线上输送的有功功率为零；

(9)并⑨：P_TL(t)＝∑P_DG(t)+P_bat(t)-∑P_L(t)-∑P_loss(t)0；

P_bat(t)＝-P_CAMX；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss，SOCSOC_max时，若P_CMAX∑P_DG(t)-∑P_L(t)-∑P_loss(t)时，既储能的最大充电功率小于此功率差值不能完全吸收这部分有功功率，则储能按照最大充电功率充电，多余的电输送到配电网；

3)离网运行时：微电网中央控制器执行离网运行时的微电源与储能的实时调控策略。储能控制器按照微电网中央控制器下发的指令调整储能系统的充放电功率，各分布式微源采用最大功率点跟踪控制保持最大功率输出。在储能系统的调节能力不足以保持微电网的功率平衡时，由中央控制器下发切负荷或减少微源出力的指令：在超负荷情况下，既各微源及储能发电功率不能满足负荷需求时，逐级切除负荷，尽可能保证重要负荷不断电；在风电和光伏输出功率过多时，储能首先进行吸收功率的调节，当储能装置达到充电上限时，通过控制系统减少各微源出力，保证系统的功率平衡，减少的功率值进行加权分配，使各微源共同承担，加权分配是通过测量各分布式微源的输出功率值P₁，P₂…P_n，根据超出储能吸收范围的功率值可得到所有各分布式微源需减少输出的功率总和P＝P₁+P₂+…P_n-P_bat，将需减少的功率进行加权，根据每个微源变流器的加权值D_P_i＝P_i/(P₁+P₂+…+P_n)分配到各变流器，既微电网内各分布式微源要减少的功率△P＝P*D_P_i；离网运行时的实时调控具体步骤如下：

(1)孤①：P_cl(t)＝∑P_L(t)+∑P_loss(t)-∑P_DG(t)；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss且SOCSOC_min时，此时储能SOC值已达到放电下限值不能放电，则必须切除部分有功负荷，P_cl(t)为t时刻必须切除的有功负荷；

(2)孤②：P_bat(t)＝∑P_L(t)+∑P_loss(t)-∑P_DG(t)0；

P_L2(t)＝P_DMAX-P_bat(t)；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss，SOCSOC_min时，此时储能能够放电，判断储能最大放电功率是否满足此有功功率缺额，若P_DMAX≥∑P_L(t)+∑P_loss(t)-∑P_DG(t)，既其最大放电功率能够满足此有功功率缺额，则储能放电补充此有功功率缺额；且该状态下微电网仍能接纳更多的负荷，P_L2(t)为t时刻微电网还可接纳的有功负荷；

(3)孤③：P_cl(t)＝∑P_L(t)+∑P_loss(t)-∑P_DG(t)-P_DMAX；

P_bat(t)＝P_DMAX0；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss，SOCSOC_min时，若P_DMAX∑P_L(t)+∑P_loss(t)-∑P_DG(t)，既其最大放电功率仍不能满足此有功功率缺额，则必须切除部分有功负荷；

(4)孤④：P_bat(t)＝0；

P_L4(t)＝P_DMAX；

P_G4(t)＝P_CMAX；

当∑P_DG＝∑P_L+∑P_loss时，微电源有功出力等于负荷和线损的有功功率之和，储能既不充电也不放电。在这种状态下，若SOC(t)SOC_min则t时刻储能不可以放电，所以微电网不能有新的负荷并网；若SOC(t)SOC_min则t时刻储能能够放电，则微电网还可以接入的负荷容量为P_L4(t)；若SOC_minSOC(t)SOC_max则t时刻储能可以充电，则微电网还能够接入的微电源容量为P_G4(t)；若SOC(t)≥SOC_max则t时刻储能不能充电，则不能有新的微电源接入微电网；

(5)孤⑤：P_cp(t)＝∑P_DG(t)-∑P_L(t)-∑P_loss(t)；

P_bat(t)＝0；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss且SOC≥SOC_max时，此时储能SOC值已达到充电上限值不能继续充电，则必须减少部分微电源有功功率，P_cp(t)为t时刻必须减少的微电源有功功率，按照加权分配的方式分配给各微源；

(6)孤⑥：P_bat(t)＝-(∑P_DG(t)-∑P_L(t)-∑P_loss(t))0；

P_G6(t)＝P_CMAX-P_bat(t)；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss，SOCSOC_max时，储能可以充电，判断其最大充电功率是否大于此功率差值，若P_CMAX≥∑P_DG(t)-∑P_L(t)-∑P_loss(t)，既储能系统能够完全吸收这部分多出的有功功率，则储能以此功率差值充电；且这种状态下还可以接入一定的微电源有功功率。P_G6(t)为t时刻还可接入的微电源有功功率；

(7)孤⑦：P_cp(t)＝∑P_DG(t)-P_CMAX-∑P_L(t)-∑P_loss(t)；

P_bat(t)＝-P_CMAX0；

当∑P_DG∑P_L+∑P_loss，SOCSOC_max时，若P_CMAX∑P_DG(t)-∑P_L(t)-∑P_loss(t)，既储能的最大充电功率小于此功率差值不能完全吸收这部分多出的有功功率，则储能以最大充电功率充电，并减少部分微电源有功功率，P_cp(t)为t时刻必须减少的微电源有功功率，按照加权分配的方式分配给各微源。