[发明专利]一种高渗透率下新能源接入与能量储备协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高渗透率下新能源接入与能量储备协调控制方法，属新能源并网技术领域。

背景技术

当今世界，煤炭、石油等不可再生能源频频告急，全球变暖问题日益严重，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，开发可再生能源资源，并加以大规模利用成为亟待解决的问题。

可再生能源并网供电的核心瓶颈问题之一在于，现有大部分可再生能源供电如风力发电及地面光伏供电采用最大功率跟踪控制，其出力均存在随机间歇特性。大规模的光伏或风力并网供电将导致电网电源出力不可调度或不易调度。这将使电源出力与负荷不相匹配，极端情况下导致电网频率不稳定或更为严重的电网崩溃后果。

发明内容

本发明的目的是，根据现有可再生能源并网形式使电网负荷与电源不匹配问题，提出一种高渗透率下新能源接入与能量储备协调控制方法，使新能源出力与可调负荷实时平衡，大幅度减少新能源并网对公用电网带来的影响，并在紧急状态(如战争及冰灾影响电网供电情形下)下可为城市提供孤立的电力供应。

本发明的技术方案是，本方法以SCADA系统为控制中心，与电动汽车充电站及新能源供电点的远动站相互通讯；新能源发电系统的开启关闭命令由SCADA系统给出，实现对新能源接入与能量储备的协调控制。

本发明方法实施所需的最小系统包含一个电动汽车充电站中的电动汽车换充系统、新能源供电系统(如风力发电或光伏发电)及SCADA(协调控制中心)系统。所述新能源供电系统包含光伏、风力新能源单相或三相混合供电系统。在所述的电动汽车换充系统中，包含超级电容或蓄电池构成的单相及三相储能装置充电系统。

所述电动汽车充电站换充系统至少包含有一个换充控制计算机平台、数个单相或三相超级电容或蓄电池换充系统；所述换充总控计算机平台控制数个单相或三相超级电容或蓄电池换充系统可以实时吸收功率值或吸收电流值。

在电动汽车充电站换充控制平台判断储能装置需要储能时，发送储能信号(如需要储能的信号及待需要存储的容量)给SCADA系统，SCADA系统将该储能装置纳入能量储备协调体系；在换充控制平台判断储能装置储能完成时，发出停充信号至SCADA系统，SCADA系统将该储能装置分离开能量储备协调体系。

在开启新能源发电系统时，所述三相新能源发电系统通过上网电表，通过各种通讯方式将功率或电流指令值发送至SCADA系统，再由SCADA系统汇总成区域内需接纳总新能源功率；然后将需储存的功率值分配至能量储备协调体系中的各个换充站。依据各个换充站需要储存的能量值决定各个换充站的分配值。再由换充区计算机控制平台控制所述三相超级电容或蓄电池换充系统完全吸纳新能源系统出力。同时依据电网中实时可储存量的换充容量大小及储能设备数目多少决定开启新能源的规模大小。

本发明方法具体协调控制步骤为：

(1)给超级电容或蓄电池换充系统更换待充电蓄电池或超级电容；

(2)超级电容或蓄电池换充系统在更换待充电蓄电池或超级电容后，换充控制平台向SCADA发送需要储能信息(如需要储能的信号及待需要存储的容量)，SCADA系统接收信息后将其纳入能量储备协调控制系统；

(3)SCADA系统将由上网电表及各种通讯方式获知的新能源发出功率值进行汇总，然后将需储存的功率值分配至能量储备协调体系中的各个换充站；依据各个换充站需要储存的能量值决定各个换充站的分配值；同时，SCADA也将依据储能设备的多少及实时可储存的换充容量大小确定是否开启或关闭一定数目的新能源发电系统；

SCADA系统调度满足以下条件：

(1)P_j指第j个换充站所分配的储存功率值。P为SCADA系统中新能源发出功率值汇总值。C_j为第j个换充站需要存储的功率值。为该SCADA系统下的所有换充站需存储能量。

(2)σ是由工程经验所得到的功率与总吸收容量的比值限制。

(4)在换充站控制平台判断储能装置储能完成时，将请求停充命令告知SCADA系统，SCADA在接受此信息后，将其脱离能量协调储备体系，停止对其充电。

(5)若判断电网负荷极重，SCADA控制减少充电站换充系统所吸收有功功率，控制所吸收的有功功率与新能源发电系统输出功率差值为固定值。给重负荷电网提供恒定出力。减轻电网重负荷下负担。

(6)在新能源出力不足以充足超级电容或蓄电池时，单独选定一段电网谷时，SCADA停止新能源供电，由换充站控制系统在电网谷值吸受固定且可控的功率，以充满储能装置。