[发明专利]基于混合储能的多源自洽系统配置方法及能量调控方法

说明书

本发明涉及一种混合储能的多源自洽系统配置方法及能量调控方法，系统包括分散式风电站和分布式光伏电站、电池储能模块、相变储热模块、管控系统以及用能端；系统的管控系统实时采集系统负荷电‑热用能需求、获取系统中电池储能模块的荷电状态值、获取系统中风电机组及光伏阵列最优功率出力值、获取系统中相变储热模块的储热状态值，依托并、离网判别模块来识别出系统与电网的接入关系，然后将电池储能模块的荷电状态值与荷电状态阈值关系、风电机组及光伏阵列最优功率出力值之和与系统用户实时电能需求关系、相变储热模块的储热状态值与储热状态阈值关系共同作为约束条件，由管控系统控制对应的系统装置响应进行能量调控。

技术领域

本发明涉及建筑能源供应技术领域，具体涉及基于混合储能的多源自洽系统配置方法及能量调控方法。

背景技术

在能源结构低碳、绿色转型过程中，构建以太阳能和风能为代表的低碳安全再生能源供应体系将是我国应对气候变化、资源短缺、能源安全的重要载体，发展以骨干电网和局域多源自洽系统互补网型形态将是我国未来气象驱动型电力系统的合理格局。面对偏远区域现有网架薄弱、新建网架代价过高、自然禀赋富足、土地资源闲置等现实条件，就地构建以新能源为主体的分布式自洽微型系统，将是解决地处弱网甚至无网边防哨所、独立岛屿区域的、偏远村落、西部火车站电-热基本需求的理想技术路径。

储能技术作为一种有效措施，可以解决可再生能源发电的间歇性和随机波动性问题，提高电力系统调峰能力，满足经济社会发展对优质安全、可靠供电的要求。储能具有时间属性和空间属性，同时兼具能量转化、搬移、存储和释放功能，是能源独立自洽微型系统核心元素。依据储能系统的分类方式，主要可以划分为机械储能、电气储能、电化学储能、热储能等几大类别。其中，电化学储能因占地面积小、不受环境地理约束、组构相对简单、技术成熟、响应快速等诸多优点，近些年工程应用较多，技术进步较快，成本下降较大，在储能生态格局中占有重要地位。相变蓄热技术具有蓄热密度大、相变时温度稳定、控制简单、成本较低等特点，基于该技术研制的相变模块更是具有按需组配、灵活布置、简单可靠、经济实用等优势，较为适合解决偏远区域低碳用热问题。

电池蓄能和相变蓄热同属储能技术，具有能量时移功能，并可平抑源-荷不同时间尺度下的供需差异，是本发明自洽多源系统中的核心元素，发明人结合不同应用场景用能需求，给出该多源自洽系统的合理配置方案以及能量调控策略，整个方案综合考虑了建设成本、配置容量大小与用能需求大小、以及避免频繁启停等问题，依托闲置空地或现有基础设施即可快速建设，完全可以实现电-热基本能源经济自足，较为适配边防哨所、独立岛屿、偏远村落、西部高速服务区/车站等弱网甚至无网区域。

发明内容

本发明首先公开基于混合储能的多源自洽系统配置方法，其中该混合储能的多源自洽系统结构包括分散式风电站、分布式光伏电站、电池储能模块、相变储热模块、管控系统以及用能端，分散式风电站和分布式光伏电站输出的电能接入直流母线，电池储能模块接入直流母线并将电能以化学能形式存储起来，直流母线上并联多组相变储热模块，相变储热模块将电能转化为热能为用能端提供热能，分散式风电站、分布式光伏电站、电池储能模块、相变储热模块分别与管控系统连接；上述多源自洽系统结构中各个装置的配置方法如下：

根据用户常态下日用热能需求，在考虑一定冗余的前提下推演出多源自洽系统配置相变储热模块的总容量以及所需配置数量；

根据风、光常态出力叠加曲线的峰值功率，在考虑一定冗余的前提下推演出多源自洽系统配置相变储热模块的额定功率；

根据用户常态下日用电能和热能总和，依托风、光日发电等效小时数推演出多源自洽系统配置风电装置和光伏阵列的装机总量，并考虑一定冗余；

根据风光常态出力叠加曲线的峰值功率，在考虑一定冗余的前提下推演出多源自洽系统配置电池储能模块的额定充放电功率；

根据无外界电能补充情况下独立保障多源自洽系统运行的供能时长，推演出多源自洽系统配置电池储能模块的额定容量。