[发明专利]一种具有可平抑功率波动的储能系统的微电网

摘要

一种具有可平抑功率波动的储能系统的微电网10，该微电网10包括光伏发电设备12、储能系统13、风力发电设备14、用于将微电网10与大电网20连接和隔离的AC/DC双向换流模块一16、直流母线、用于连接光伏发电设备12和直流母线的AC/DC双向换流模块二15、负载17以及监控装置11。本发明的微电网具有如下优点(1)准确预测风力发电设备和光伏发电设备的输出功率变化情况；(2)准确预测微电网与大电网连接点的功率变化和微电网内部负载的功率变化；(3)控制策略兼顾配大电网调度要求和储能系统运行情况，可同时为大电网提供有功功率和无功功率，满足大电网的调度需求和微电网内部负载需求的同时，可有效抑制微电网的功率波动，兼顾了供电可靠性，保障微电网的安全性，延长了微电网内设备的使用寿命。

主权项

一种具有可平抑功率波动的储能系统的微电网，该微电网包括：风力发电设备、光伏发电设备、储能系统、用于将微电网与大电网连接和隔离的AC/DC双向换流模块一、直流母线、用于连接风力发电设备、光伏发电设备和直流母线的AC/DC双向换流模块二、微电网内负载和监控装置；该储能系统包括蓄电池模块、与上述直流母线连接的双向DC/DC变换器；该监控装置包括：风力发电设备监控模块，用于实时监控风力发电设备，并对风力发电设备的发电功率进行预测；光伏发电设备监控模块，用于实时监控光伏发电设备，并对光伏发电设备的发电功率进行预测；储能系统监控模块，可实时监控蓄电池模块的SOC和DC/DC双向变换器；大电网联络模块，用于实时从大电网调控中心获知大电网的运行情况以及相关调度信息；并网运行监控模块，用于控制微电网连接或隔离大电网；负载监控模块，用于实时监控储能电站内的负载；中控模块，用于确定微电网的运行策略，并向上述监控装置中的各模块发出指令，以执行该运行策略；总线模块，用于该监控装置的各个模块的通信联络；该监控装置用如下方式实现微电网优化运行：S51.分别获取由风力发电功率预测值组成的第一数据集合以及由光伏发电功率预测值组成的第二数据集合，将所述第一数据集合中的风力发电功率预测 值与所述第二数据集合中的光伏发电功率预测值相加后得到由风光总发电功率预测值组成的综合数据集合；S52.利用多项式拟合算法对所述综合数据集合进行拟合，得到平滑出力公式；S53.根据所述平滑出力公式计算平滑出力输出值；S54.根据所述平滑出力输出值与所述风光总发电功率预测值的大小关系及差值绝对值，确定储能系统的出力方式及功率输出值；所述步骤S51具体包括：获取由风力发电功率预测值组成的第一数据集合P1：P1＝{(p1i,ti)|i＝1,2...,m}；       (5)获取由光伏发电功率预测值组成的第二数据集合P2：P2＝{(p2i,ti)|i＝1,2...,m}；       (6)将所述第一数据集合P1中的风力发电功率预测值与所述第二数据集合P2中的光伏发电功率预测值相加后得到由风光总发电功率预测值组成的综合数据集合P：P＝{(pi,ti)|i＝1,2...,m}；       (7)其中，pi＝p1i+p2i；其中，P1为第一数据集合，p1i为风力发电功率预测值，P2为第二数据集合，p2i为风力发电功率预测值，P为综合数据集合，pi为风光总发电功率预测值，m为第一数据集合、第二数据集合、第三数据集合的样本个数，m为自然数，i为样本序列号，ti为p1i、p2i、pi对应的时间；所述步骤S52具体包括：S521.根据所述综合数据集合P中风光总发电功率预测值pi的波动趋势，确定所述平滑出力公式的阶数n，其中n为自然数；S522.拟合具有所述阶数n的多项式：antin+an‑1tin‑1+…+a1ti+a0；        (8)其中，a0～an为多项式系数；步骤B3，计算所述多项式antin+an‑1tin‑1+…+a1ti+a0与所述风光总发电功率预测值pi的差值平方和Err：S522.利用最小二乘法计算所述差值平方和Err为最小值时，多项式系数a0～an对应的具体值α0～αn；S523.利用所述具体值α0～αn构建平滑出力公式X(t)：X(t)＝αntn+αn‑1tn‑1+…+α1t+α0；        (10)其中，t为时间；所述S53具体为：计算当t＝ti时，所述平滑出力公式X(t)的值X(ti)：X(ti)＝αntin+αn‑1tin‑1+…+α1ti+α0        (11)其中，X(ti)为平滑出力输出值；所述步骤S54具体包括：当所述平滑出力输出值X(ti)大于所述风光总发电功率预测值pi时，储能系统释放电能，且功率输出值为：p′i＝X(ti)‑pi＝(αntin+αn‑1tin‑1+…+α1ti+α0)‑pi       (12)其中，p′i为ti时刻储能系统的功率输出值；当所述平滑出力输出值X(ti)小于所述风光总发电功率预测值pi时，储能系统吸收电能，且功率输出值为：p′i＝pi‑X(ti)＝pi‑(αntin+αn‑1tin‑1+…+α1ti+α0)；       (13)当所述平滑出力输出值X(ti)等于所述风光总发电功率预测值pi时，储能系统功率输出值为零。