一種基于功率預(yù)測(cè)的電池儲(chǔ)能電站的運(yùn)行及監(jiān)控方法
【專利說明】一種基于功率預(yù)測(cè)的電池儲(chǔ)能電站的運(yùn)行及監(jiān)控方法 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉一種基于功率預(yù)測(cè)的電池儲(chǔ)能電站的運(yùn)行及監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微電網(wǎng)作為超高壓、遠(yuǎn)距離、大電網(wǎng)供電模式的補(bǔ)充，代表著電力系統(tǒng)新的發(fā)展方 向。當(dāng)含分布式能源的微電網(wǎng)與大電網(wǎng)并列運(yùn)行時(shí)，微電網(wǎng)內(nèi)部的負(fù)荷由微網(wǎng)內(nèi)的分布式 能源和大電網(wǎng)聯(lián)合提供。當(dāng)分布式能源出力大于微網(wǎng)內(nèi)負(fù)載時(shí)，微網(wǎng)向大電網(wǎng)發(fā)出功率，當(dāng) 分布式能源出力小于微網(wǎng)內(nèi)負(fù)載時(shí)，微網(wǎng)從大電網(wǎng)吸收功率。由于負(fù)載的波動(dòng)性，以及分布 式能源固有的間歇性和波動(dòng)性等缺點(diǎn)，導(dǎo)致微電網(wǎng)和大電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)處功率波動(dòng)范圍 大，給電力系統(tǒng)調(diào)度、大電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行和分布式能源的利用效率帶來較大影響。
[0003] 大電網(wǎng)在每天不同的時(shí)段的負(fù)荷是很不均衡的，白天高峰時(shí)段用電量較高，晚上 低谷時(shí)段用電量較低，而電價(jià)也根據(jù)時(shí)段不同產(chǎn)生梯度，如果能將低谷時(shí)段電網(wǎng)的電能存 儲(chǔ)起來在用電高峰時(shí)來供給，不僅能減小高峰時(shí)期電網(wǎng)的負(fù)荷，也帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
[0004] 儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)微電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)有重要作用，其應(yīng)用在很大程度上解決新能源發(fā)電的波 動(dòng)性和隨機(jī)性問題，有效提高間歇性微源的可預(yù)測(cè)性、確定性和經(jīng)濟(jì)性。此外，儲(chǔ)能技術(shù)在 調(diào)頻調(diào)壓和改善系統(tǒng)有功、無(wú)功平衡水平，提高微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行能力方面的作用也獲得了 廣泛研宄和證明。
[0005] 但是，儲(chǔ)能成本較高，考慮到微網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本，應(yīng)在保證微網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行的 情況下，盡量延長(zhǎng)儲(chǔ)能的壽命。此外，如何實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，實(shí)行最佳供電策略，對(duì) 微網(wǎng)和大電網(wǎng)公共連接點(diǎn)處的功率進(jìn)行有效管理，以滿足經(jīng)濟(jì)性、安全性，也是急需解決的 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種基于功率預(yù)測(cè)的電池儲(chǔ)能電站的運(yùn)行及監(jiān)控方法，該方法可預(yù)測(cè) 光伏發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率，可追蹤和預(yù)測(cè)儲(chǔ)能電站和大電網(wǎng)連接點(diǎn)功率，實(shí)時(shí)檢測(cè)的蓄電 池模塊電池容量，能制定和實(shí)施最適宜的控制策略，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)在并網(wǎng)時(shí)按照大電網(wǎng)的 需求平穩(wěn)提供有功功率和無(wú)功功率，并提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性和使用壽命。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于功率預(yù)測(cè)的電池儲(chǔ)能電站的運(yùn)行及監(jiān)控 方法，該方法基于如下監(jiān)控裝置運(yùn)行，所述監(jiān)控裝置包括：
[0008] 光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏發(fā)電設(shè)備，并對(duì)光伏發(fā)電設(shè)備的發(fā)電 功率進(jìn)行預(yù)測(cè)；
[0009] 蓄電池監(jiān)控模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池模塊的SOC;
[0010] 大電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)模塊，用于實(shí)時(shí)從大電網(wǎng)調(diào)控中心獲知大電網(wǎng)的運(yùn)行情況以及相關(guān)調(diào) 度信息；
[0011] SVG監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控SVG模塊，控制SVG的無(wú)功輸出；
[0012] 并網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控模塊，用于控制儲(chǔ)能系統(tǒng)連接或隔離大電網(wǎng)；
[0013] 負(fù)載監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能電站內(nèi)的負(fù)載；
[0014] 中控模塊，用于確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行策略，并向上述監(jiān)控裝置中的各模塊發(fā)出指 令，以執(zhí)行該運(yùn)行策略；
[0015] 總線模塊，用于該監(jiān)控裝置的各個(gè)模塊的通信聯(lián)絡(luò)；
[0016] 該方法包括如下步驟：
[0017] S1.光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)獲取光伏發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；
[0018] S2.根據(jù)光伏發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)未來預(yù)定時(shí)刻內(nèi)的光伏發(fā)電設(shè)備的輸出功 率進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)SVG模塊的可輸出無(wú)功功率；
[0019] S3.實(shí)時(shí)檢測(cè)獲取蓄電池模塊的SOC，實(shí)時(shí)獲取電站內(nèi)負(fù)載功率使用情況；
[0020] S4.實(shí)時(shí)獲取大電網(wǎng)的參數(shù)和調(diào)度信息，預(yù)測(cè)未來時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)能電站與大電網(wǎng)連接 點(diǎn)的功率需求；
[0021] S5.儲(chǔ)能電站與大電網(wǎng)連接點(diǎn)的功率需求、當(dāng)前蓄電池儲(chǔ)能的SOC、當(dāng)前儲(chǔ)能電站 內(nèi)負(fù)載功率需求、未來光伏發(fā)電設(shè)備輸出功率、以及對(duì)SVG模塊的SVG模塊的可輸出無(wú)功功 率作為約束條件，實(shí)現(xiàn)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化控制。
[0022] 優(yōu)選的，光伏發(fā)電設(shè)備包括光伏組件，所述在步驟S2中，采用如下方式預(yù)測(cè)光伏 發(fā)電設(shè)備的輸出功率：
[0023] S21?建立光伏組件的出力模型：Ppv(t) = qinvnpv(t)G(t)spv (1)
[0024] 式中Spv為光伏面板接收太陽(yáng)光照輻射的面積（m2)，G(t)光照輻射數(shù)值（W/m2)， npv(t)為光伏組件能量轉(zhuǎn)換效率，n inv為逆變器轉(zhuǎn)換效率；
[0025] 其中，光伏組件的能量轉(zhuǎn)換效率與環(huán)境的溫度有關(guān)，環(huán)境溫度對(duì)光伏組件能量轉(zhuǎn) 換效率的影響為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于功率預(yù)測(cè)的電池儲(chǔ)能電站的運(yùn)行及監(jiān)控方法，該方法基于如下監(jiān)控裝置運(yùn) 行，所述監(jiān)控裝置包括： 光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏發(fā)電設(shè)備，并對(duì)光伏發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率 進(jìn)行預(yù)測(cè)； 蓄電池監(jiān)控模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池模塊的SOC ; 大電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)模塊，用于實(shí)時(shí)從大電網(wǎng)調(diào)控中心獲知大電網(wǎng)的運(yùn)行情況以及相關(guān)調(diào)度信 息； SVG監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控SVG模塊，控制SVG的無(wú)功輸出； 并網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控模塊，用于控制儲(chǔ)能系統(tǒng)連接或隔離大電網(wǎng)； 負(fù)載監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能電站內(nèi)的負(fù)載； 中控模塊，用于確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行策略，并向上述監(jiān)控裝置中的各模塊發(fā)出指令，以 執(zhí)行該運(yùn)行策略； 總線模塊，用于該監(jiān)控裝置的各個(gè)模塊的通信聯(lián)絡(luò)； 該方法包括如下步驟：
51. 光伏發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)獲取光伏發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；
52. 根據(jù)光伏發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)未來預(yù)定時(shí)刻內(nèi)的光伏發(fā)電設(shè)備的輸出功率進(jìn) 行預(yù)測(cè)，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)SVG模塊的可輸出無(wú)功功率；
53. 實(shí)時(shí)檢測(cè)獲取蓄電池模塊的S0C，實(shí)時(shí)獲取電站內(nèi)負(fù)載功率使用情況；
54. 實(shí)時(shí)獲取大電網(wǎng)的參數(shù)和調(diào)度信息，預(yù)測(cè)未來時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)能電站與大電網(wǎng)連接點(diǎn)的 功率需求；
55. 儲(chǔ)能電站與大電網(wǎng)連接點(diǎn)的功率需求、當(dāng)前蓄電池儲(chǔ)能的S0C、當(dāng)前儲(chǔ)能電站內(nèi)負(fù) 載功率需求、未來光伏發(fā)電設(shè)備輸出功率、以及對(duì)SVG模塊的SV