[发明专利]一种用于含风光柴储孤立微电网的稳态运行策略

说明书

技术领域

本发明属于智能微电网技术领域，特别涉及一种用于含风光柴储孤立微电网的稳态运行策略。

背景技术

微电网将分布式电源、负荷、储能设备及控制装置等结合，形成一个可控可调度的单元，向用户提供电能和热能等多种能量形式，具备并网和离网两种基本运行模式。微电网内的分布式电源可以含有多种能源形式，包括风光等可再生能源、不可再生能源、微型燃气轮机发电系统，还可通过热电联产或是冷热电联产的形式向用户供热或制冷，提高能源多级利用效率。微电网协调了大电网（配电网）与分布式电源直接并网发电的矛盾,具有非常灵活的运行方式和控制策略，充分发挥了分布式发电为电网和用户所能带来的价值和效益，尤其在地震、洪涝、雪灾和电网故障等情况下，优势更加明显，是智能电网的一个重要组成部分，因此成为了近年来的研发热点。

微电网承受扰动的能力相对较弱，尤其是孤立型微网或者处于孤岛运行模式的微网，可再生能源发电的间歇性、随机性和波动性使得其面临更大运行风险，因此，微电网的运行控制和能量管理是需要研究的重要内容。目前开展的研发工作主要偏向于规划阶段，考虑单一或者部分运行模式和电源设备在某一时段的经济运行和能量优化，对微电网的稳定性和可靠性的考虑欠缺，没有充分考虑储能设备的实际运行情况及其在具有可再生能源微电网中起到的“润滑”和“缓冲”作用，没有对微电网的运行策略及运行模式做好“顶层设计”。

微电网稳态运行策略，微电网为孤立型电网，包括了风机发电机、光伏发电机、柴油发电机和电池储能设备。可再生能源发电超过负荷用电时，以及可再生能源发电和储能能够维持负荷较长时间用电时，所有柴油机停运，直到可再生能源发电不足以维持负荷时投入柴油发电机。在柴油发电机的运行过程中，依靠储能的调节作用，尽量多利用可再生能源发电以减少燃料的消耗。依靠准确的负荷预测和可再生能源发电预测，提高系统运行的经济性和可靠性，最大限度利用风光出力和减少失负荷容量的同时，应该尽量减少柴油发电机启停机次数以及储能充放电循环次数。储能系统充电主要用于解决柴油发电机低效率问题和负净负荷问题，储能系统放电主要用于解决柴油发电机高出力问题和正净负荷问题，以及调节储能系统SOC。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种用于含风光柴储孤立微电网的稳态运行策略。为孤立微电网提供精细化的运行策略，提高系统运行稳定性、供电可靠性和可再生能源利用率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种用于含风光柴储孤立微电网的稳态运行策略，包括如下步骤：

1）确定储能的荷电状态SOC的状态值SOC_min、SOC_mid和SOC_max，其中SOC_min＜SOC_mid＜SOC_max，把储能荷电状态SOC划分为4个运行区间，以储能荷电状态SOC作为运行策略划分启动条件，决定储能设备的充放电状态选择边界；

2）由储能荷电状态SOC及储能充放电状态确定柴油发电机的启停状态和不可运行区域；

3）根据储能荷电状态SOC、储能充放电状态和柴油发电机状态确定柴油发电机或储能设备为微电网的主电源；

4）根据储能荷电状态SOC区间、储能充放电状态、柴油发电机启停状态和微电网的主电源，确定微电网的运行模式和模式切换。

步骤4）所述的微电网的运行模式包括以下情况：

运行模式1为储能为主电源，柴油发电机为开启状态，储能为充电状态；

运行模式2为储能为主电源，储能为放电状态，柴油发电机为停运状态；

运行模式3为柴油发电机为主电源开启状态，储能为放电状态；

运行模式4为柴油发电机为主电源开启状态，储能为充电状态；

运行模式5为储能为主电源，柴油发电机为开启状态，储能为放电状态。

所述步骤1）中的SOC_mid为储能系统充放电转换的临界状态值，SOC_mid设为SOC_min与SOC_max的平均值。

本发明运行策略的基本运行和控制原则为：

（1）可再生能源发电超过负荷用电时，以及可再生能源发电和储能能够维持负荷较长时间用电时，所有柴油机停运，直到可再生能源发电不足以维持负荷时投入柴油发电机。在柴油发电机的运行过程中，尽量多利用可再生能源发电以减少燃料的消耗，这个目标主要依靠储能的调节作用。