[发明专利]需求侧光储一体化微电网系统

权利要求书

1.一种需求侧光储一体化微网系统，包括基础设备层，为系统的电源及负荷，电源包括大电网供电变压器及线路、光伏阵列及其DC/AC变换器、储能电池等，负荷主要是用户的电负荷，以及用于采集电源和负荷功率的电表、控制开关等；中心控制层，是系统稳定可靠运行的中心系统，主要包括储能系统的PCS系统、交换机、能量管理和调度系统等，为保证系统的远程监视和决策分析，用电管理层，包括用电可视化和决策分析等，在能源中心或用户端可随时监视微电网的运行；其特征为：

中心控制层为光储一体化系统的控制系统，主要包括功率预测模块、经济优化计算及能效管理模块和控制模块。

2.如权利要求1所述的一种需求侧光储一体化微网系统，其特征为：功率预测模块包括负荷预测模块和光伏出力预测模块，其中负荷预测模块是根据日前负荷曲线和当日气候及其他因素来预测当日的负荷及负荷变化趋势；光伏出力预测模块是根据光伏的设计容量、当地日照及当日的气候来预测当日光伏的出力；

控制模块，是根据需要对系统进行的模式切换操作，在系统全黑时，进入黑启动模式，储能系统首先启动为系统提供稳定的电压和频率，然后逐步投入光伏和负荷，保证重要负荷的供电，在大电网故障或停电时，由并网模式切换到孤岛运行模式，由光伏和储能来为系统负荷供电，在电网恢复正常时，由孤岛模式切换到并网模式；

经济优化计算及能效管理模块是软件系统的核心模块，根据系统用户的负荷曲线和峰谷分时电价的特点，合理分配光伏出力的使用和对储能蓄电池的充电时段，以及按最经济的计算模型计算储能蓄电池的充放电时间、充放电流强度和充放深度，有效利用“削峰填谷”使需求侧用户用电最经济，保证系统按最经济、能效最高的方式运行。

3.如权利要求2所述的一种需求侧光储一体化微网系统，其特征为：负荷预测模块是以日前每小时的负荷记录为基础，区分基础负荷，工作负荷等、气候敏感性负荷，冬天加热、夏天制冷，和可能有的随机性负荷，重大活动等，对历史记录中的各种负荷做线性回归分析得到历史负荷变化的趋势，在历史数据的基础上根据当天的气候变化对负荷的影响修正，考虑工作日和节假日的负荷变化以及重大活动可能引起的负荷变化。由于园区基础负荷相对稳定，主要考虑气候敏感性负荷和随机负荷。负荷预测可为储能出力提供控制决策依据。根据负荷曲线来决策储能的充放电时间。

光伏出力预测模块，由于光伏发电是间歇性能源，受太阳辐射强度、环境温度等影响，其输出功率具有不确定性，不利于电网调度人员安排常规电源与其协调调度，因此需要对光伏发电出力进行预测，获得其输出功率发展曲线，以利于协调调度，提高系统运行的安全性和稳定性，先根据不同的气候类型(如晴天、阴天、雨天等)对发电功率进行分类统计，并计算出气候类型平均发电功率与气候类型之间的倍率关系，然后根据当天的气候类型和预测日前对应时刻的发电功率进行光伏发电出力进行预测。

4.如权利要求3所述的一种需求侧光储一体化微网系统，其特征为：

当光伏出力大于负荷时，电价高峰时段，光伏给负荷供电，且多余的光伏为储能电池充电；若储能电池已充满，多余光伏上网；电价低谷时段，储能电池未充满，多余光伏和主网共同为储能电池充电；若储能电池已充满，多余光伏上网；电价平时段，储能电池无充放，多余光伏上网；

当光伏出力小于负荷时，电价高峰时段，储能电池SOC高于M，光伏、储能电池和主网共同对负荷供电；储能电池不高于M，光伏和主网共同对负荷供电；电价低谷时段，储能电池未充满，除光伏和主网共同对负荷供电外，主网对储能电池充电；电价低谷时段，储能电池已充满，光伏和主网共同对负荷供电；电价平时段，储能电池无充放，光伏和主网共同对负荷供电。

5.如权利要求4所述的一种需求侧光储一体化微网系统，其特征为：综合分析光伏出力特性、负荷特性、储能系统特性和分时电价，可得光伏微网内储能系统典型日内充放电策略为：

1)夜间电价的低谷时段，从电网购电对储能电池的功率缺额进行弥补；

2)上午电价的平时或高峰时段，储能电池对负荷供电；

3)午间光伏出力大于负荷时段，将光伏对负荷供电的剩余电能对储能电池充电。若储能充满，多余光伏上网；

4)夜间电价的高峰时段，储能电池对负荷供电，至储能电池荷电状态下降至初始值，放电停止。