[发明专利]一种局域电网能量和功率二次分配的控制方法及控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种局部电网的控制方法及其控制系统，具体讲涉及一种分布式储能系统参与局域电网能量和功率二次分配的协调控制方法及控制系统。

背景技术

传统电网的能量配置主要依赖于输配电网络，由于电力生产和电力消费的即时性(即发即用)，在电源规划、输配电网络建设等方面多采用各级备用来适应不断变化的负荷需求，实现供需平衡。其中，约有10～35％的电源只在负荷高峰时参与运行，长期存在备用电力资产整体效益低的问题。

可再生能源的开发利用方兴未艾，分散式接入是可再生能源利用的新兴途径。伴随智能用电等技术的出现，终端用户将不再仅仅是电力负荷，同时也具备电源的特性，基于传统电网发、输、配、用单向能量传输的能量配送方式不再适用；另一方面，可再生能源的出力分布与电网的负荷曲线分布并不匹配，如光伏电力集中在白天，而风能多分布在夜间，这就需要能够对源-荷协同管理的机制。

储能系统的能量存储能力突破了电力即发即用的局限，通过储能系统的充放电控制，在电源和负荷间进行功能转换，完成局域电网能量和功率在时间上的平移，从而改变电源出力曲线和负荷曲线的分布，并且通过储能系统的合理布局，能够完成能量和功率在空间上的平移。

因此需要提供一种基于储能系统的能量平移特性，应用电力电子和通信技术，在传统配电网络上构建能源互联局域网，结合燃气轮机等可控电源，多种能源通过能源互联实现综合互补，完成能量和功率的二次分配，实现源-网-荷协同管理，为能量的配置提供新的途径的技术方案，以推进本地生产、就地平衡，网络共享的能源生产消费体系的建立，减少网络损耗，进而提高可再生能源利用率和电网的综合效益。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种局域电网能量和功率二次分配的控制方法及控制系统，本发明能够实现基于局域电网的多能互补，最大化利用可再生能源和现有输配电网络。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种局域电网能量和功率二次分配的控制方法，其改进之处在于，所述方法以局域电网为对象，包括下述步骤：

(1)仿真分析中心读取数据服务中心的用户短期用电计划和出力预测数据，仿真下一控制周期的局域电网运行状态，依据安全运行约束条件和电能质量相关标准判断局域电网是否饱和及供需关系；

(2)对局域电网进行仿真分析，分析下一控制周期内的局域电网运行状态；

(3)确定电力即时平衡下局域电网的是否达到饱和或供需平衡，以及存在的电力溢出量或电力缺额，并上传到能源路由中心；

(4)能源路由中心根据仿真分析中心上传的电力溢出量或电力缺额，基于各储能系统当前荷电状态SOC，对储能系统实施充放电控制，形成新的负荷需求或电力注入，协调分散式电源的出力和用电负荷，实现新的供需平衡，完成能量和功率的二次分配。

进一步地，所述步骤(1)的安全运行约束条件指IEEE关于电压稳定和频率稳定的定义，电能质量相关标准指GB/T12325-2008关于供电电压偏差的说明和GB/T12326-2008关于电压波动的说明；用户短期用电计划包含用电开始时间、用电持续时间和用电功率信息。

进一步地，所述步骤(2)的所述局域电网包括分散式接入的可再生能源、智能用电终端和储能系统；储能系统包括分散于智能用电终端和配电网枢纽位置，考虑储能系统局部集中配置；所述储能系统局部集中配置的枢纽位置依据分散式接入的发电容量，通过对局域电网的仿真分析确定。

进一步地，以用户负荷曲线和清洁能源出力曲线历史数据的统计分析为依据确定所述控制周期。

进一步地，所述步骤(4)所述能源路由中心借用信息网络的路由器概念，通过对储能系统功率输入和输出的控制，在局域电网中完成能量流和功率流的分配引导；

对储能系统实施充放电控制的原则是：根据各储能系统当前荷电状态SOC状态的高低，在电力存在缺额的模式下，由当前荷电状态SOC高的储能系统优先放电；在负荷存在缺额的模式下，由当前荷电状态SOC低的储能系统优先充电；充放电持续时间和充放电倍率以对储能系统的电池寿命影响最小为原则，依据储能系统自身的充放电特性设置。

进一步地，为保持局部集中配置储能系统随时处于热备用状态，根据其充放电历史记录，优先考虑局部集中配置储能系统的充放电；