基于儲(chǔ)能soc狀態(tài)的微電網(wǎng)能量?jī)?yōu)化控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于儲(chǔ)能SOC狀態(tài)的微電網(wǎng)能量?jī)?yōu)化控制方法，包括：并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，1)基于儲(chǔ)能SOC狀態(tài)協(xié)調(diào)分布式發(fā)電輸出功率、儲(chǔ)能功率及負(fù)荷，通過與配電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)向配電網(wǎng)提供功率支撐；2)PCC點(diǎn)配電變壓器最佳運(yùn)行，基于儲(chǔ)能SOC狀態(tài)調(diào)整儲(chǔ)能功率，將PCC點(diǎn)配電網(wǎng)變壓器負(fù)載率保持在最佳運(yùn)行范圍之間；3)基于儲(chǔ)能SOC狀態(tài)并結(jié)合實(shí)時(shí)電價(jià)調(diào)整儲(chǔ)能SOC。離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，以全系統(tǒng)能量利用效率最大和運(yùn)行費(fèi)用最低為目標(biāo)，利用可再生能源，保證重要負(fù)荷的供電，實(shí)現(xiàn)整個(gè)微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)運(yùn)行。本發(fā)明能夠保證并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)三種能量?jī)?yōu)化控制，離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)保證MG穩(wěn)定運(yùn)行，提高DG的利用率，保證重要負(fù)荷的供電。
【專利說明】
基于儲(chǔ)能SOC狀態(tài)的微電網(wǎng)能量?jī)?yōu)化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于分布式微電網(wǎng)領(lǐng)域，涉及一種基于SOC狀態(tài)的微電網(wǎng)能量?jī)?yōu)化控制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式發(fā)電（distributed generation，DG)可充利用各種可用的分散存在的光伏 發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電等接入配電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)可再生能源的利用；但其存在發(fā)電間歇性、需要配電網(wǎng) 支撐、需要建設(shè)相同的備用容量、外部故障失去DG等缺點(diǎn)。微電網(wǎng)(Microgrid，MG)是為協(xié)調(diào) 電網(wǎng)與DG間的矛盾，最大程度發(fā)掘DG在經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境中的優(yōu)勢(shì)提出的技術(shù)方案。
[0003] MG由DG、儲(chǔ)能系統(tǒng)（energy storage system,ESS)、電力負(fù)荷（electric Power Load，EPL)等構(gòu)成，并通過公共連接點(diǎn)(Point of common coupling，PCC)接入配電網(wǎng)，能夠 實(shí)現(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以離網(wǎng)運(yùn)行，是解 決DG不可控及隨機(jī)波動(dòng)性接入配電網(wǎng)的有效方式，如圖1所示。
[0004] ESS包括電池和用于能量轉(zhuǎn)換的儲(chǔ)能變流器(Power conversion system，PCS)， ESS在MG中作用的類似于湖泊對(duì)河流起調(diào)節(jié)作用，湖泊在洪水期蓄積河流中的部分洪水，削 減河流洪峰，在枯水期湖泊補(bǔ)給河流，增加河流的徑流;并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，ESS通過調(diào)節(jié)PCS功率 輸入及輸出平抑DG的波動(dòng)，提高DG利用率，降低配電系統(tǒng)能量損耗;離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，MG沒有配 電網(wǎng)的支撐，需要充分考慮發(fā)電與負(fù)荷的功率平衡，通過協(xié)調(diào)DG、ESS與EPL維持MG的穩(wěn)定運(yùn) 行，在充分利用DG的同時(shí)保證重要負(fù)荷的持續(xù)供電。
[0005] ESS電池的荷電狀態(tài)(State of Charge，S0C)反映電量的比例，S0C = 0%表示電量 為零，SOC= 100 %表示電池充滿;依據(jù)ESS在MG中的功能定位，ESS的SOC狀態(tài)應(yīng)保持在某一 范圍內(nèi)并結(jié)合具體的能量?jī)?yōu)化控制要求進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)兼顧ESS的S0H( Sect ion Of Hea I th，SOH，表示電池的健康狀態(tài)，也稱壽命狀態(tài))因素進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行控制，延長(zhǎng)使用壽命。
[0006] MG能量?jī)?yōu)化控制是從系統(tǒng)角度進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、調(diào)整和優(yōu)化，通過協(xié)調(diào)控制DG、儲(chǔ)能 系統(tǒng)的充放電及負(fù)荷投切，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)平抑分布式發(fā)電的波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電利用最大 化，降低常規(guī)配電系統(tǒng)能量損耗，保證整個(gè)供電系統(tǒng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)DG的優(yōu) 化運(yùn)行;離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)MG的穩(wěn)定運(yùn)行，在充分利用DG的同時(shí)保證重要負(fù)荷的持續(xù)供電。
[0007] 現(xiàn)有的MG能量?jī)?yōu)化控制還不夠完善，DG利用率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種基于儲(chǔ)能SOC狀態(tài)的微電網(wǎng)能量?jī)?yōu)化控制方法，用以解 決現(xiàn)有技術(shù)DG利用率不高的問題。
[0009 ]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：
[0010] 用于滿足調(diào)度計(jì)劃響應(yīng)要求的并網(wǎng)運(yùn)行MG的能量?jī)?yōu)化控制方法，步驟如下：
[0011] 采集PCC點(diǎn)的交換功率并與調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行比較，計(jì)算滿足調(diào)度計(jì)劃響應(yīng)所需的有 功及無功缺額；
[0012] (I) SOCL< SOCESS< SOCh，調(diào)整ESS的有功及無功功率響應(yīng)調(diào)度計(jì)劃；
[0013] (2)S0Cmin<S0Cess<S0Cl，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS充電、切除部分非重要EPL響應(yīng) 調(diào)度計(jì)劃；
[0014] (3) SOCh彡S0CESS< SOCmax，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS放電、投入部分EPL、限制DG輸出 響應(yīng)調(diào)度計(jì)劃。
[0015] 用于滿足PCC點(diǎn)配電變壓器最佳運(yùn)行要求的并網(wǎng)運(yùn)行MG的能量?jī)?yōu)化控制方法，步 驟如下：
[0016] 采集PCC點(diǎn)的交換功率，計(jì)算PCC點(diǎn)配電變壓器負(fù)載率配電變壓器負(fù)載率的最 佳運(yùn)行變化范圍為;
[0017] (1)當(dāng)時(shí)，即PCC點(diǎn)配電變壓器負(fù)載率在最佳運(yùn)行范圍，不需進(jìn)一步能 量?jī)?yōu)化控制；
[0018] (2)當(dāng)0dc<&時(shí)，若S0Cmin<S0Cess<S0Ch，ESS充電，增加 PCC點(diǎn)配電網(wǎng)變壓器的負(fù) 載率;若SOCh彡S0Cess<S0Cmax，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS放電，降低DG出力，增加 PCC點(diǎn)配電網(wǎng) 變壓器的負(fù)載率；
[0019] (3)當(dāng)說。>&時(shí)，若S0Cl<S0Cess<S0Cmax，ESS放電，減少PCC點(diǎn)配電網(wǎng)變壓器的負(fù) 載率;若SOCmin < SOCess< SOCl，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS充電，切除部分EPL減少PCC點(diǎn)配電網(wǎng) 變壓器的負(fù)載率。
[0020]用于滿足收益最大化要求的并網(wǎng)運(yùn)行MG的能量?jī)?yōu)化控制方法，步驟如下：
[0021] (1)當(dāng)SENML<SE(t)<SEMAX，即實(shí)時(shí)電價(jià)大于正常電價(jià)且不大于最高用電電價(jià)時(shí)， 若 SOCnml 彡 S0Cess<S0Cmax，將 ESS 的 SOC 調(diào)整至 SOCl 彡 S0CESS<S0CNML，SE(t)越高 SOC 減少的速 度越快，當(dāng)SE (t ) = SEmax將ESS的SOC降低趨近SOCl，實(shí)現(xiàn)收益最大化;SE (t)為實(shí)時(shí)電價(jià);SE (t)圍繞正常用電電價(jià)SE-并在[SEmin，SEmax ]之間波動(dòng);OE為上網(wǎng)電價(jià)；
[0022] (2)當(dāng)0E<SE(t)彡SEnml，即實(shí)時(shí)電價(jià)不大于正常用電電價(jià)且大于分布式發(fā)電上網(wǎng) 電價(jià)時(shí)，若SOCb彡S0Cess<S0Cmax，MG能量?jī)?yōu)化控制目標(biāo)是將ESS的SOC調(diào)整至SOCnml彡SOC ess < SOCb，出售部分ESS存儲(chǔ)電能；
[0023] (3)當(dāng)SEmin彡SE(t)彡0E，即實(shí)時(shí)電價(jià)不大于分布式發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)且不小于最低用 電電價(jià)且時(shí)，當(dāng)S0Cess<S0Cb，MG能量?jī)?yōu)化控制目標(biāo)是將ESS的SOC調(diào)整至SOCb彡SOC ess彡 SOCh，ESS儲(chǔ)存電能，SE (t)越低SOC增長(zhǎng)的速度越快，當(dāng)SE (t ) = SEmin可將ESS的SOC提高趨近 SOCh0
[0024]用于離網(wǎng)運(yùn)行MG的能量?jī)?yōu)化控制方法，步驟如下：
[0025] 離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，PCS運(yùn)行于V/f模式，ESS有功功率為PESS，無功功率為QESS，額定功率為 PeEss;
[0026] (1)當(dāng)S0Cmin< SOCessS SOCl，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，若Pess多0時(shí)，將所有DG運(yùn)行于最 大功率跟蹤模式，切除全部非重要的EPL，將ESS由放電轉(zhuǎn)為充電，盡快將ESS的SOC調(diào)整至 SOCl < SOCess < SOCh;
[0027] (2)當(dāng)S0Cl<S0Cess<S0Cb，老
時(shí)，即ESS以大于其一半額定功率進(jìn)行放 電時(shí)，將所有DG運(yùn)行于最大功率跟蹤模式，切除部分非重要的EPL，逐步降低ESS的放電功率 至不大于其一半額定功率；
[0028]
，即ESS以大于其一半額定功率進(jìn)行充 電時(shí)，投入部分非重要的EPL，和/或限制部分DG功率輸出，逐步降低ESS的充電功率至不大 于其一半額定功率；
[0029] (4)當(dāng)SOCh彡S0Cess<S0Cmax，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，若PessSO時(shí)，即ESS的SOC大于其 上限值并且仍然在充電時(shí)，投入全部非重要的EPL，和/或限制部分DG功率輸出，將ESS由充 電轉(zhuǎn)為放電，將ESS的SOC調(diào)整至SOCl < SOCess < SOCh。
[0030] 本發(fā)明在滿足了微電網(wǎng)在并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種運(yùn)行模式下不同的能量?jī)?yōu)化控制要求， 并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)可滿足三種能量?jī)?yōu)化控制要求，包括響應(yīng)配電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃、實(shí)現(xiàn)PCC點(diǎn)配電變壓 器最佳運(yùn)行以及收益最大化要求，離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)在保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提條件下，充分利 用可再生能源，保證重要負(fù)荷的供電，實(shí)現(xiàn)整個(gè)微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)運(yùn)行，能夠滿足MG并網(wǎng)及 離網(wǎng)運(yùn)行模式下不同的能量?jī)?yōu)化控制要求，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)可滿足調(diào)度計(jì)劃響應(yīng)要求、PCC點(diǎn)配 電變壓器最佳運(yùn)行要求以及收益最大化要求三種能量?jī)?yōu)化控制，離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)保證MG穩(wěn)定運(yùn) 行，提高DG的利用率，保證重要負(fù)荷的供電。
【附圖說明】
[0031] 圖1是微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖2-1是MG并網(wǎng)時(shí)ESS的SOC狀態(tài)限值區(qū)間；圖2-2是離網(wǎng)時(shí)ESS的SOC限值區(qū)間； [0033]圖3是MG并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)ESS的SOC維護(hù)與實(shí)時(shí)用電電價(jià)關(guān)系曲線；
[0034] 圖4是MG并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)滿足PCC點(diǎn)配電變壓器最佳運(yùn)行要求的能量?jī)?yōu)化控制流程圖；
[0035] 圖5是MG并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)滿足收益最大化要求的能量?jī)?yōu)化控制流程圖；
[0036] 圖6是MG離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的能量?jī)?yōu)化控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0038] ESS的SOC設(shè)置了5個(gè)限值，分別是MG運(yùn)行時(shí)SOC的所允許的最大值SOCmax，所允許的 最小值SOCmin，告警上限值SOCh，告警下限值SOCl以及運(yùn)行過程中推薦保持的最佳值SOCb。 ESS的SOC設(shè)置所允許的最大值及最小值是為了防止蓄電池的過充及過放，延長(zhǎng)使用壽命； ESS的SOC設(shè)置告警上限值及告警下限值是為了保證ESS在MG中的調(diào)節(jié)作用，ESS的SOC的最 佳值是指MG并網(wǎng)和離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)ESS的SOC保持的最佳狀態(tài)，無論MG并網(wǎng)運(yùn)行還是離網(wǎng)運(yùn)行， ESS的SOC狀態(tài)都需滿足S0CmiN< S0CESS< SOCmax。當(dāng) SOCessS SOCl或SOCess多 SOCh，即當(dāng) SOC-旦 超過其上下限值將發(fā)出告警，MG無論并網(wǎng)運(yùn)行還是離網(wǎng)運(yùn)行都將啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS充 電或放電，盡快將ESS的SOC狀態(tài)調(diào)整至正常范圍內(nèi)。
[0039] 如圖2-1所示為MG并網(wǎng)時(shí)ESS的SOC狀態(tài)限值區(qū)間，如圖2-2所示為MG離網(wǎng)時(shí)ESS的 SOC狀態(tài)限值區(qū)間，超過最大值為C+區(qū)，低于最小值為C-區(qū)，超過最高限值而小于最大值為B +區(qū)，低于最低限制而大于最小值為B-區(qū)，在最低限值和最高限值之間為A區(qū)；由于ESS在MG 并網(wǎng)時(shí)及離網(wǎng)時(shí)的功能定位不同，ESS的SOC狀態(tài)值也不同，C+區(qū)和C-區(qū)是SOC狀態(tài)危險(xiǎn)區(qū)， MG能量?jī)?yōu)化調(diào)度要首先保證SOC狀態(tài)不得進(jìn)入該區(qū)，運(yùn)行過程中盡量將SOC狀態(tài)保持在A區(qū)， 當(dāng)SOC狀態(tài)進(jìn)入告警B+區(qū)或B-區(qū)時(shí)，MG的能量?jī)?yōu)化調(diào)度策略要保證盡快將SOC狀態(tài)值調(diào)整至 八區(qū)。
[0040] MG的DG有功輸出為PDG，無功輸出為QDG，額定功率為PeDG;ESS扮演著電源/負(fù)荷雙重 角色進(jìn)行調(diào)節(jié)，即可輸出功率又可吸收功率，放電為正值，充電為負(fù)值，ESS有功功率為P ESS， 無功功率為Qess，額定功率為PeESS; EPL有功消耗為Pepl，無功消耗為Qepl ;配電網(wǎng)通過PCC點(diǎn)與 MG進(jìn)行功率交換，流入MG為正值，流出MG為負(fù)值，MG與配電網(wǎng)交換有功功率為Pg，交換無功 功率為Qg;不考慮損耗等因素，DG的功率、ESS的功率、MG與配電網(wǎng)的交換功率應(yīng)等于EPL消 耗功率。
[0041 ] MG并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)滿足：
[0042] Pdg+Pess+Pg = Pepl (1)
[0043] Qdg+Qess+Qg = Qepl (2)
[0044] MG離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)滿足：
[0045] Pdg+Pess = Pepl (3)
[0046] Qdg+Qess = Qepl (4)
[0047] ESS包括電池和用于能量轉(zhuǎn)換的儲(chǔ)能變流器(Power conversion system，PCS)，其 中ESS在MG中作用的類似于湖泊對(duì)河流起調(diào)節(jié)作用，湖泊在洪水期蓄積河流中的部分洪水， 削減河流洪峰，在枯水期湖泊補(bǔ)給河流，增加河流的徑流;并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，ESS通過調(diào)節(jié)PCS功 率輸入及輸出平抑DG的波動(dòng)保證供電質(zhì)量，提高DG利用率，降低配電網(wǎng)能量損耗，同時(shí)也并 結(jié)合購售電價(jià)差調(diào)整ESS充放電實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)，獲得最大經(jīng)濟(jì)利益；離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，MG沒有 配電網(wǎng)的支撐，需要充分考慮發(fā)電與負(fù)荷的功率平衡，通過協(xié)調(diào)DG、ESS與EPL維持MG的穩(wěn)定 運(yùn)行，在充分利用DG的同時(shí)保證重要負(fù)荷的持續(xù)供電。當(dāng)SOC ess彡SOCl或SOCess彡SOCh，即當(dāng) SOC-旦超過其上下限值，MG無論并網(wǎng)運(yùn)行還是離網(wǎng)運(yùn)行都將啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS充電 或放電，盡快將ESS的SOC狀態(tài)調(diào)整至正常范圍內(nèi)。
[0048] 并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，包括下面三種控制策略：
[0049] 第一種控制策略:并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，MG的能量?jī)?yōu)化控制滿足調(diào)度計(jì)劃響應(yīng)要求：
[0050] 采集PCC點(diǎn)的交換功率并與調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行比較，計(jì)算滿足調(diào)度計(jì)劃響應(yīng)所需的有 功及無功缺額；
[0051 ] (1)S0Cl<S0Cess<S0Ch，調(diào)整ESS的有功及無功功率響應(yīng)調(diào)度計(jì)劃；
[0052] (2)S0Cmin<S0Cess<S0Cl，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS充電、切除部分非重要EPL響應(yīng) 調(diào)度計(jì)劃；
[0053] (3) SOCh彡SOCess < SOCmax，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS放電、投入部分EPL、限制DG輸出 響應(yīng)調(diào)度計(jì)劃。
[0054]第二種控制策略:并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，MG的能量?jī)?yōu)化控制滿足PCC點(diǎn)配電變壓器最佳運(yùn)行 要求：
[0055]采集PCC點(diǎn)的交換功率，計(jì)算PCC點(diǎn)配電變壓器負(fù)載率(duty cyclejdc)，配電變壓 器負(fù)載率的最佳運(yùn)行變化范圍為&彡P(guān)dc^ftKMG向配電網(wǎng)送電時(shí)不考慮最佳運(yùn)行）。
[0056] (1)當(dāng)&彡寸，即PCC點(diǎn)配電變壓器負(fù)載率在最佳運(yùn)行范圍，不需進(jìn)一步能 量?jī)?yōu)化控制；
[0057] (2)當(dāng)說。<&時(shí)，若S0Cmin<S0Cess<S0Ch，ESS充電，增加 PCC點(diǎn)配電網(wǎng)變壓器的負(fù) 載率;若SOCh彡S0Cess<S0Cmax，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS放電，降低DG出力，增加 PCC點(diǎn)配電網(wǎng) 變壓器的負(fù)載率；
[0058] (3)當(dāng)說。>&時(shí)，若S0Cl<S0Cess<S0Cmax，ESS放電，減少PCC點(diǎn)配電網(wǎng)變壓器的負(fù) 載率;若SOCmin < SOCess< SOCl，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS充電，切除部分EPL減少PCC點(diǎn)配電網(wǎng) 變壓器的負(fù)載率。
[0059] 如圖3所示:投入該功能后，采集PCC點(diǎn)的功率交換，計(jì)算配電變壓器負(fù)載率(duty cyclejd。），當(dāng)i3dc在最佳運(yùn)行范圍時(shí)，經(jīng)過At時(shí)間再循環(huán)；當(dāng)i3 dc超出最佳運(yùn)行范圍時(shí)，ESS 的SOC大于SOCl時(shí)，對(duì)ESS進(jìn)行放電，由ESS提供部分EPL供電，逐步增加 ESS的放電功率降低 配電變壓器負(fù)載率至最佳范圍；當(dāng)?shù)陀谧罴堰\(yùn)行范圍時(shí)，ESS的SOC小于SOCh時(shí)，對(duì)ESS進(jìn) 行充電，逐步增加 ESS的充電功率提高PCC點(diǎn)配電網(wǎng)變壓器的負(fù)載率至最佳范圍。
[0060] 第三種控制策略:并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，MG的能量?jī)?yōu)化控制滿足收益最大化要求：
[0061 ]目前的電價(jià)政策包括上網(wǎng)電價(jià)(online electrovalency，0E)和用電電價(jià)（sale electro valency，SE)，DG的上網(wǎng)電價(jià)(包括國家上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼)一般都是固定了，電力公司 通過實(shí)時(shí)的SE(t)鼓勵(lì)用戶參與需求側(cè)管理，SE(t)圍繞正常用電電價(jià)SEnml并在[SEmin， SEmax]之間波動(dòng)。MG的能量?jī)?yōu)化控制目標(biāo)是根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)通過不斷調(diào)整ESS的SOC狀態(tài)、實(shí)現(xiàn) 用電成本最低；當(dāng)SE(t )= OE時(shí)，SOCess = SOCb，即SOC最佳值是當(dāng)實(shí)時(shí)用電電價(jià)等于DG上網(wǎng) 電價(jià)時(shí)ESS的值；當(dāng)SE(t )= SEnml，ESS的SOCess = SOCnml，即SOCnml是實(shí)時(shí)用電電價(jià)等于正常用 電電價(jià)時(shí)的值;如圖3為SOC隨SE變化曲線圖：
[0062] (1)當(dāng)SENML<SE(t)<SEMAX，即實(shí)時(shí)電價(jià)大于正常電價(jià)且不大于最高用電電價(jià)時(shí)， 電力公司通過提高SE影響用戶用電行為，減少用電量，MG能量?jī)?yōu)化控制目標(biāo)是出售ESS存儲(chǔ) 電能，若SOCnml彡SOCess<SOCmax，將ESS的SOC調(diào)整至Al 區(qū)，即 SOCl彡SOCess<SOCnml，SE(t)越 高SOC減少的速度越快，當(dāng)SE( t )= SEmax可將ESS的SOC降低趨近SOCl，實(shí)現(xiàn)收益最大化；
[0063] (2)當(dāng)0E<SE(t)彡SEnml，即實(shí)時(shí)電價(jià)不大于正常用電電價(jià)且大于分布式發(fā)電上網(wǎng) 電價(jià)時(shí)，若SOCb彡S0Cess<SOCmax,MG能量?jī)?yōu)化控制目標(biāo)是將ESS的SOC調(diào)整至A2區(qū)，即SOCnml 彡SOCess< SOCb，出售部分ESS存儲(chǔ)電能；
[0064] (3)當(dāng)SEmin彡SE(t)彡0E，即實(shí)時(shí)電價(jià)不大于分布式發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)且不小于最低用 電電價(jià)且時(shí)，電力公司通過降低SE影響用戶用電行為，提高用電量，當(dāng)SOCess < SOCb，MG能量 優(yōu)化控制目標(biāo)是將ESS的SOC調(diào)整至A3區(qū)，即SOCb彡SOCessSSOCh，ESS儲(chǔ)存電能，SE(t)越低 SOC增長(zhǎng)的速度越快，當(dāng)SE(t) =SEmin可將ESS的SOC提高趨近SOCh。
[0065] 如圖4所示：投入該功能后，采集用電電價(jià)，當(dāng)SE⑴〉SEnml，即實(shí)時(shí)電價(jià)大于正常 用電電價(jià)時(shí)，ESS放電售出存儲(chǔ)電能，ESS的放電功率增加與SE(t)-SE NML成正比，MG能量?jī)?yōu)化 控制的目標(biāo)是將ESS的SOC調(diào)整至Al區(qū)；當(dāng)0E<SE(t)<SE NML，即實(shí)時(shí)電價(jià)不大于正常用電電 價(jià)且大于分布式發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)時(shí)，當(dāng)SOCess彡S0C B，即ESS的SOC不小于其最佳值，可出售部 分ESS存儲(chǔ)電能，MG能量?jī)?yōu)化控制的目標(biāo)將ESS的SOC調(diào)整至A2區(qū)；當(dāng)SE(t)彡OE，即實(shí)時(shí)電價(jià) 不大于分布式發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)時(shí)，當(dāng)S0C ess<S0Cb，即ESS的SOC小于其最佳值，ESS將存儲(chǔ)電 能，逐步增加 ESS的輸入功率，ESS的充電功率增加與I SE(t)-〇E I成正比，MG能量?jī)?yōu)化控制的 目標(biāo)是將ESS的SOC調(diào)整至A3區(qū)。
[0066] 離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，PCS運(yùn)行于電壓源模式(V/f模式)控制母線的電壓及頻率，ESS的有功 功率為:PESS = PEPL-PDG，即當(dāng)EPL的有功消耗小于DG輸出功率時(shí)ESS將充電，當(dāng)EPL的有功消耗 大于DG輸出功率時(shí)ESS將放電;ESS的無功功率為:Q ess = Qepl-Qdg,即當(dāng)EPL的無功消耗小于DG 無功輸出時(shí)ESS將吸收無功，當(dāng)EPL的無功消耗大于DG無功輸出時(shí)ESS將輸出無功，ESS的功 率根據(jù)需求自動(dòng)調(diào)整，ESS需要保持足夠的備用容量以平抑DG功率波動(dòng)、穩(wěn)定MG母線電壓及 頻率、作為緊急備用電源等多種需求，ESS的SOC狀態(tài)是MG離網(wǎng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的重要指標(biāo)需 時(shí)刻關(guān)注。
[0067]基于儲(chǔ)能SOC狀態(tài)MG能量?jī)?yōu)化控制是在保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提條件下：以全系 統(tǒng)能量利用效率最大和運(yùn)行費(fèi)用最低為目標(biāo)，充分利用可再生能源，實(shí)現(xiàn)多能源互補(bǔ)發(fā)電， 保證整個(gè)微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)運(yùn)行。根據(jù)各種能源的發(fā)電特性，制定各種的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化措施。 [0068]離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的控制策略為：
[0069] (1)當(dāng)S0Cmin<S0Cess<S0Cl，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，若Pess多0時(shí)，即ESS的SOC低于其 下限值并且仍然在放電時(shí)，將所有DG運(yùn)行于最大功率跟蹤模式，切除全部非重要的EPLJ^ ESS由放電轉(zhuǎn)為充電，盡快將ESS的SOC調(diào)整至S0Cl<S0Cess<S0Ch;
[0070] (2)當(dāng)S0Cl<S0Cess彡S0CB，即ESS的SOC不小于其下限值且小于其最佳值時(shí)，若
即ESS以大于其一半額定功率進(jìn)行放電時(shí)，將所有DG運(yùn)行于最大功率跟蹤 模式，切除部分非重要的EPL，逐步降低ESS的放電功率至不大于其一半額定功率；
[0071](3)卑30(^<30(：^<30(：11，即ESS的SOC大于其最佳值且小于其上限值，若
即ESS以大于其一半額定功率進(jìn)行充電時(shí)，投入部分非重要的EPL，或限制 部分DG功率輸出(或兩者同時(shí)進(jìn)行），逐步降低ESS的充電功率至不大于其一半額定功率； [0072] (4)當(dāng)SOCh彡S0Cess<S0Cmax，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，若PessSO時(shí)，即ESS的SOC大于其 上限值并且仍然在充電時(shí)，投入全部非重要的EPL，或限制部分DG功率輸出（或兩者同時(shí)進(jìn) 行），將ESS由充電轉(zhuǎn)為放電，盡快將ESS的SOC調(diào)整至soa<socESS<socH。
[0073] 如圖5所示:離網(wǎng)運(yùn)行投入該功能后，當(dāng)SOCessSSOCl，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，若Pess多 〇時(shí)，將所有DG運(yùn)行于最大功率跟蹤模式，切除全部非重要的EPL，經(jīng)△ tl后進(jìn)行循環(huán)，此時(shí) 需要盡快將ESS的SOC調(diào)整至正常范圍，是緊急調(diào)整，Δ t3設(shè)置較??；當(dāng)S0Cl<S0Cess彡SOCb，
若 將所有DG運(yùn)行于最大功率跟蹤模式，切除部分非重要的EPL，經(jīng)△ t4后進(jìn)行
， 循環(huán)；當(dāng)SOCb<SOCess<SOCh， 投入部分非重要的EPL，或限制部分DG功率 輸出（或兩者同時(shí)矯正），經(jīng)A t2后進(jìn)行循環(huán)；當(dāng)SOCess多SOCh，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，若PessS 0,投入全部非重要的EPL，或限制部分DG功率輸出（或兩者同時(shí)矯正），經(jīng)At3后進(jìn)行循環(huán)。
[0074] 以上給出了本發(fā)明涉及的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。 在本發(fā)明給出的思路下，采用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言容易想到的方式對(duì)上述實(shí)施例中的技 術(shù)手段進(jìn)行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發(fā)明中的相應(yīng)技術(shù)手段基本相同、實(shí)現(xiàn) 的發(fā)明目的也基本相同，這樣形成的技術(shù)方案是對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行微調(diào)形成的，這種技術(shù) 方案仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 用于滿足調(diào)度計(jì)劃響應(yīng)要求的并網(wǎng)運(yùn)行MG的能量?jī)?yōu)化控制方法，其特征在于，步驟 如下： 采集PCC點(diǎn)的交換功率并與調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行比較，計(jì)算滿足調(diào)度計(jì)劃響應(yīng)所需的有功及 無功缺額； (1 )SOCl< SOCess < SOCh,調(diào)整ESS的有功及無功功率響應(yīng)調(diào)度計(jì)劃； (2) S0Cmin<S0Cess《S0Cl，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS充電、切除部分非重要E化響應(yīng)調(diào)度計(jì) 劃； (3) S0Ch《 SOCess< SOCmax，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS放電、投入部分EPL、限制DG輸出響應(yīng) 調(diào)度計(jì)劃。2. 用于滿足PCC點(diǎn)配電變壓器最佳運(yùn)行要求的并網(wǎng)運(yùn)行MG的能量?jī)?yōu)化控制方法，其特 征在于，步驟如下： 采集PCC點(diǎn)的交換功率，計(jì)算PCC點(diǎn)配電變壓器負(fù)載率的。，配電變壓器負(fù)載率的最佳運(yùn) 行變化范圍為化《尚?！痘?； (1) 當(dāng)化《Pdc《化時(shí)，即PCC點(diǎn)配電變壓器負(fù)載率在最佳運(yùn)行范圍，不需進(jìn)一步能量?jī)?yōu)化 控制； (2) 當(dāng)0dc<化時(shí)，若S0Cmin<S0Cess<S0Ch，ESS充電，增加PCC點(diǎn)配電網(wǎng)變壓器的負(fù)載率； 若SO姑《S0Cess<S0Cmax，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS放電，降低DG出力，增力日PCC點(diǎn)配電網(wǎng)變壓 器的負(fù)載率； (3) 當(dāng)Pdc >站時(shí)，若SOCl < SOCess < SOCmax，ESS放電，減少PCC點(diǎn)配電網(wǎng)變壓器的負(fù)載率； 若S0Cmin<S0Cess《S0Cl，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，ESS充電，切除部分E化減少PCC點(diǎn)配電網(wǎng)變壓 器的負(fù)載率。3. 用于滿足收益最大化要求的并網(wǎng)運(yùn)行MG的能量?jī)?yōu)化控制方法，其特征在于，步驟如 下： (1) 當(dāng)SENML<SE(t)《SEMAX，即實(shí)時(shí)電價(jià)大于正常電價(jià)且不大于最高用電電價(jià)時(shí)，若 SOCnml《SOCess < SOCmax，將ES S 的 SOC調(diào)整至 SOCl《SOCess < SOCnml，SE (t)越高 SOC減少的速度 越快，當(dāng)SE(t) = SEmax將ESS的SO邱華低趨近SOCl,實(shí)現(xiàn)收益最大化;SE(t)為實(shí)時(shí)電價(jià);SE(t) 圍繞正常用電電價(jià)SEnmi并在[SEmin , SEmax ]之間波動(dòng);OE為上網(wǎng)電價(jià)； (2) 當(dāng)0E<SE(t)《SENML，即實(shí)時(shí)電價(jià)不大于正常用電電價(jià)且大于分布式發(fā)電上網(wǎng)電價(jià) 時(shí)，若S0Cb《S0Cess<S0Cmax，MG能量?jī)?yōu)化控制目標(biāo)是將ESS的SOC調(diào)整至S0Cnml《S0Cess< SOCb，出售部分ESS存儲(chǔ)電能； (3) 當(dāng)沈《抑《56(〇《06，即實(shí)時(shí)電價(jià)不大于分布式發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)且不小于最低用電電 價(jià)且時(shí)，當(dāng)S0Cess<SOCb ,MG能量?jī)?yōu)化控制目標(biāo)是將ESS的SOC調(diào)整至S0Cb《SOCess^SOCh，ESS 儲(chǔ)存電能，SE (t)越低SOC增長(zhǎng)的速度越快，當(dāng)SE (t )= SEifflN可將ESS的SOC提高趨近SOCh。4. 用于離網(wǎng)運(yùn)行MG的能量?jī)?yōu)化控制方法，其特征在于，步驟如下： 離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，PCS運(yùn)行于模式，ESS有功功率為Pess,無功功率為化SS，額定功率為 Pgess; (1)當(dāng)S0Cmin<S0Cess<S0Cl，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，若Pess^O時(shí)，將所有DG運(yùn)行于最大功率 跟蹤模式，切除全部非重要的EPL，將ESS由放電轉(zhuǎn)為充電，盡快將ESS的SOC調(diào)整至S0Cl< SOCess < SOCh ； (2) 當(dāng)SOCl<SOCess《SOCb，若時(shí)，目化SSW大于其一半額定功率進(jìn)行放電 時(shí)，將所有DG運(yùn)行于最大功率跟蹤模式，切除部分非重要的EPL，逐步降低ESS的放電功率至 不大于其一半額定功率； (3) 當(dāng)SOCb< SOCess < SOCh，若：，即ESS W大于其一半額定功率進(jìn)行充電時(shí)， 投入部分非重要的EPL，和/或限制部分DG功率輸出，逐步降低ESS的充電功率至不大于其一 半額定功率； (4) 當(dāng)S0Ch《S0Cess<S0Cmax，啟動(dòng)緊急狀態(tài)響應(yīng)，若扣ss《0時(shí)，目巧SS的SOC大于其上限值 并且仍然在充電時(shí)，投入全部非重要的EPL，和/或限制部分DG功率輸出，將ESS由充電轉(zhuǎn)為 放電，將ESS的 SOC調(diào)整至SOCl < SOCess < SOCh。
【文檔編號(hào)】H02J3/46GK106033892SQ201610517107
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年7月4日
【發(fā)明人】李獻(xiàn)偉, 毋炳鑫, 謝衛(wèi)華, 張磊, 劉長(zhǎng)運(yùn), 王雷濤, 劉德貴, 王毅
【申請(qǐng)人】許繼集團(tuán)有限公司, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司