[发明专利]一种基于预测数据修正的微网储能实时控制方法

摘要

本发明属于微网储能系统智能能量管理领域，具体涉及一种基于预测数据修正的微网储能实时控制方法。首先，利用预测数据计算削减负荷的最优方案，即按负荷从高至低的顺序削减负荷；之后，根据实际测得的负荷功率、新能源输出功率以及电池的实时储能状态计算出电池当前时刻可多用于调峰的功率，实时调节电池的实际放电功率。虽然本发明需要负荷和新能源输出功率的预测数据，但其计算结果只是作为参考值，在实际运行过程中不依赖于预测数据的精确性，能够最大程度地提高新能源的本地利用效率，避免大量过剩功率入网，提高电池储能的分配效率，实现对负荷的削峰填谷，具有较强的工程实用价值。

主权项

一种基于预测数据修正的微网储能实时控制方法，其特征在于，具体步骤为步骤1.计算得到与电价有关的预测剩余功率P_sp(i)，判断电池为充电模式还是放电模式，从而得到电池的预充放电功率计划；所述预测剩余功率P_sp(i)＝P_l(i)‑[P_pv(i)+P_wd(i)]；P_l(i)为预测用户负荷功率，P_pv(i)为预测光伏发电功率，P_wd(i)为预测风力发电功率，i为采样的次数，间隔1s采样一次；电价曲线参考英国Economy 7标准，每天的前7个小时为低电价时段，后17个小时为高电价时段，电价的高低只作为判定条件；P_Bref(i)为预充放电功率，当其为正时表示预放电功率，当其为负时表示预充电功率；具体计算电池预充放电功率分配计划将通过以下三种情况确定：a.当预测剩余功率P_sp(i)为负时，电池处于充电模式，负值部分即为预充电功率，这部分预充电功率都将储存至电池；若处于低电价时期，电池还能储存电网向微网提供的额外的功率P_g(i)；b.当预测剩余功率P_sp(i)为正，且处于低电价时期时，电池处于充电模式：电网向微网提供额外的功率P_g(i)，该部分在削减负荷的基础上若还有剩余则储存至电池中以备用；在低电价时期，电网向微网提供的额外功率dn为数据预测的总天数；c.当预测剩余功率P_sp(i)为正，且处于高电价时期时，电池处于放电模式：电池释放储能用于削减负荷；在该阶段内按预测剩余功率值的大小进行降序排序，确定P_Bref(i)；所述P_Bref(i)的计算过程为：步骤101.在每天的起始点先计算电池当天内的预充放电功率；计算当天电池能用于调峰的总功率P_ava(d)，为预测剩余功率负值部分和电池初始时刻自身储存的可释放的功率之和；$P_{ava}\left(d\right)=-\underset{i=86400*(d-1)+1}{\overset{i=86400*d}{\Σ}}\left(P_{sp.neg}\right(i\left)\right)+\left(battery\right(86400*\left(d-1\right)+1)-{\mathrm{SoC}}_{min}*C_e)*3600,$式中：P_ava(d)为能用于调峰的总功率；d为天数；P_sp.neg(i)为预测剩余功率的负值部分；battery(86400*(d‑1)+1)为电池储能功率；SoC_min为电池荷电状态最小值，该值是为了保证电池能长期稳定运行而设定的最小极限值；C_e为电池额定容量；步骤102.将满足情况c的预测剩余功率P_sp(i)按大小降序排列，得到序列P_k(i,P_sp(i))，k为预测剩余功率P_sp(i)按大小降序后的排列序号，令k＝1；步骤103.确定P_Bref(i)＝min{P_k(i,P_sp(i)),P_ava(d)}；步骤104.确定完一个P_Bref(i)后就重新修正一次P_ava(d)的值P_ava(d)＝P_ava(d)‑P_Bref(i)，令k＝k+1，返回步骤103，确定序列P_k(i,P_sp(i))中下一个对应的P_Bref(i)；步骤2.调整电池实际充放电功率值；计算基于实际数据的剩余功率P′_sp(i)和低电价时期电网向微网提供的额外功率$P_g^{\′}\left(i\right)=\frac{\underset{i=1}{\overset{i=86400*dn}{\Σ}}{P}_{sp}^{\′}\left(i\right)}{86400*dn};$所述实际剩余功率P′_sp(i)＝P′_l(i)‑[P′_pv(i)+P′_wd(i)]；P′_l(i)为实际用户负荷功率，P′_pv(i)为实际光伏发电功率，P′_wd(i)为实际风力发电功率；ΔP(i)为第i时刻前的每一测量间隔内的电池实际充放电功率与预充放电功率之差的总和，表征电池第i时刻能多用于负荷调节的功率值；对电池实际充放电功率的修正过程将分为以下三种情况：a.当实际剩余功率P′_sp(i)为负时，电池充电；若处于低电价时期，电池还能储存电网向微网提供额外的功率P′_g(i)；修正ΔP(i)的值：ΔP(i)＝ΔP(i‑1)‑(P′_Bref(i)‑P_Bref(i))；b.当实际剩余功率P′_sp(i)为正，且处于低电价时期时，电网向微网提供额外的功率P′_g(i)在削减负荷的基础上若还有剩余则储存至电池中；修正ΔP(i)的值；c.当实际剩余功率P′_sp(i)为正，且处于高电价时期时，电池释放储能用于削减负荷，实时修正电池的实际放电功率的过程将分为以下两种情况：c1.当预测剩余功率P_sp(i)为负时，修正后电池实际放电功率P′_Bref(i)＝max{0,(P′_sp(i)+P_sp(i))/2}；c2.当预测剩余功率P_sp(i)为正时，若实际剩余功率P′_sp(i)大于预测剩余功率P_sp(i)时，在P_Bref(i)的数据上增加放电功率，若实际剩余功率P′_sp(i)小于预测剩余功率P_sp(i)时，在P_Bref(i)的数据上减少放电功率；修正后电池实际充放电功率$P_{Bref}^{\′}\left(i\right)=P_{Bref}\left(i\right)+\frac{P_{sp}^{\′}\left(i\right)-P_{sp}\left(i\right)}{P_{sp}\left(i\right)}*\mathrm{\Δ}P\left(i\right);$修正ΔP(i)的值。