[发明专利]一种独立微网中大规模储能优化配置与协调控制方法有效
申请号: | 201710568591.6 | 申请日: | 2017-07-13 |
公开(公告)号: | CN107370171B | 公开(公告)日: | 2021-07-06 |
发明(设计)人: | 王仕城;伍春生;熊书华 | 申请(专利权)人: | 北京索英电气技术有限公司 |
主分类号: | H02J3/32 | 分类号: | H02J3/32;H02J3/28 |
代理公司: | 北京庆峰财智知识产权代理事务所(普通合伙) 11417 | 代理人: | 李文军 |
地址: | 100094 北京市海淀区永*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 独立 微网中 大规模 优化 配置 协调 控制 方法 | ||
本发明公开了一种独立微网中大规模储能优化配置与协调控制方法,步骤1:确定储能单元的容量配比;步骤2:设计锂离子电池的最大充放电速率约束函数;步骤3:确定主控单元调节能力约束条件;步骤4:储能单元功率调度。本发明能够延长锂离子电池使用寿命和保证储能系统安全可靠运行,同时保证主控单元这一缓冲池的持续缓冲能力。
技术领域
本发明属于新能源微电网领域,具体是一种独立微网中大规模储能优化配置与协调控制方法。
背景技术
在海岛、高原等偏远地区,多采用由小水电或柴油发电机组成的小型独立电力系统对居民进行供电,然而,小水电受到地理条件和季节的限制,柴油发电的燃料及其运输成本昂贵,且会对环境造成严重污染。近年来,利用储能系统和可再生能源发电对偏远地区和海岛进行供电发展迅猛,然而,储能系统的投资成本在独立微电网中占据了相当重的比例,经济可行的大规模储能仍然是技术难点,效率、寿命、容量规划、协调运行等问题还有待解决。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提出了一种独立微网中大规模储能优化配置与协调控制方法,解决现有的独立微网存在的效率、寿命、容量规划、协调运行等问题,延长锂离子电池的使用寿命并确保储能系统安全可靠地允许,同时保证主控单元的持续缓冲能力。
本发明为实现上述目的,采用以下技术方案实现:
一种独立微网中大规模储能优化配置与协调控制方法,包括以下步骤:
步骤1:分别确定主储能单元的容量配比和从储能单元的容量配比;
步骤2:设计锂离子电池的最大充放电速率约束函数;
步骤3:确定主控单元调节能力约束条件;
步骤4:储能单元功率调度。
主储能单元的容量配比的具体过程为:
步骤1-1-1:计算出电网在某一时刻的最大功率变化其中,为主控单元的额定输出功率,其大小由光伏发电和负荷的瞬时最大功率差决定;
步骤1-1-2:计算出保证超级电容的最大充放电倍率满足逆变器的最大功率输出时的容量比:其中,QM为超级电容单元的储能总电量(Wh), Cd、Cc分别为超级电容的最大放电倍率、最大充电倍率(A/Ah),Vb为超级电容工作电压(V),Vrb为超级电容的额定电压(V),к为安全系数,根据系统需要选取,为主控单元的最大输出功率。
进一步地,作为优选技术方案,所述从储能单元的容量配比的具体过程为:
步骤1-2-1:根据整个微电网的功率平衡和能量平衡关系,得到从储能单元的功率需满足:其中,为从储能单元额定输出功率,为负荷最大功率;
步骤1-2-2:根据微电网的备电要求,得到锂离子电池的容量关系式: QS≥β·QL,day/DOD,其中,Qs为所有锂离子电池单元的总容量(Wh),β为需要满足的连续不发电天数,QL,day为负荷的日均用电量(Wh),DOD为锂离子电池放电深度;
步骤1-2-3:为了保障锂离子电池充电的高效性和发电储能配比的合理性,逆变器的输入应满足最大倍率充电需求,其功率和容量配比需要满足如下关系:其中,Cc’为锂离子电池的最大充电倍率(A/Ah),Vb为锂离子电池工作电压(V),Vrb’为锂离子电池的额定电压(V)。
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