[发明专利]一种面向配电网优化运行的混合储能系统控制方法

权利要求书

1.一种面向配电网优化运行的混合储能系统控制方法，其特征在于：包括，

建立光伏混合储能系统柔性并网模型；

以配电网“源-网”经济运行和节点电压优化目标，建立光伏混合储能系统参与配电网优化运行模型，获得混合储能最优目标功率；

根据荷电状态及其充放电状态，提出混合储能控制策略，合理分配蓄电池和超级电容器的充放电功率；

光伏混合储能系统柔性并网模型为，

P_total(t)＝η_dc-ac(P_pv(t)+P_hess(t))

P_pv(t)＝η_dc-dcP_MPPT(t)

P_hess(t)＝P_bat(t)+P_cap(t)

其中，P_total(t)为t时刻并网有功功率，η_dc-ac为DC/AC转换效率，P_hess(t)为t时刻混合储能系统的输出功率，Q_total(t)为t时刻并网无功功率，S_inverter为AC/DC逆变器额定容量，P_pv(t)为t时刻光伏系统的输出功率，η_dc-dc为DC/DC转换效率，P_MPPT(t)为t时刻DC/DC按照最大功率点跟踪控制策略时的最大输出有功功率，P_bat(t)为t时刻蓄电池的输出功率，P_cap(t)为t时刻超级电容器的输出功率，η_bat,c为蓄电池充电效率，η_bat,d为蓄电池放电效率，η_cap,c为超级电容器充电效率，η_cap,d为超级电容器放电效率，P_bat,c(t)为t时刻充电时蓄电池的输出功率，P_bat,d(t)为t时刻放电时蓄电池的输出功率，P_cap,c(t)为t时刻充电时超级电容器的输出功率，P_cap,d(t)为t时刻放电时超级电容器的输出功率；

配电网“源-网”经济运行模型为，

目标函数：

F＝min(P_L,loss(t)+P_PHESS,loss(t))

P_PHESS,loss(t)＝(1-η_dc-dc)P_MPPT(t)+(1-η_bat,c)P_bat,c(t)+(1-η_bat,d)P_bat,d(t)+(1-η_cap,c)P_cap,c(t)+(1-η_cap,d)P_cap,d(t)+ξ(t)·ΔP_s-loss+(1-η_dc-ac)(P_pv(t)+P_hess(t))

其中，F为目标函数，P_L,loss(t)为t时刻配网网络损耗，P_PHESS,loss(t)为t时刻光伏混合储能系统运行耗损，N为配网系统节点数，P_i(t)为t时刻节点i的注入有功功率，ξ(t)为蓄电池充放电状态变化量纲，ΔP_s-loss为t时刻储能充放电状态切换时产生的损耗；

约束条件：

系统潮流约束：

其中，P_K,i(t)为t时刻节点i处变电站出口有功功率，Q_K,i(t)为t时刻节点i处变电站出口无功功率，P_D,i(t)为t时刻节点i处负荷有功功率，Q_D,i(t)为t 时刻节点i处负荷无功功率，P_total,i(t)为t时刻节点i处光伏混合储能系统有功功率，Q_total,i(t)为t时刻节点i处光伏混合储能系统无功功率，P_pv,i为t时刻节点i处光伏系统并网功率，P _wt,i为t时刻节点i处风电系统并网功率，U_i(t)为t时刻节点i的电压幅值，U_j(t)为t时刻节点j的电压幅值，n表示配电网节点数，G_ij为节点i和节点j之间的互电导，B_ij为节点i和节点j之间的互电纳，δ_ij为节点i和节点j之间的相位差；

变电站出口功率约束：

P_K,min≤P_K,i(t)≤P_K,max

Q_K,min≤Q_K,i(t)≤Q_K,max

其中，P_K,min为变电站出口有功功率下限，P_K,max为变电站出口有功功率上限，Q_K,min为变电站出口无功功率下限，Q_K,max为变电站出口无功功率上限；

节点电压约束：

U_min≤U_i(t)≤U_max

其中，U_min和U_max分别为节点电压上下限；

线路功率约束：

P_L,min≤P_ij(t)≤P_L,max

其中，P_ij(t)为t时刻节点i和节点j之间的线路功率，P_L,min和P_L,max分别为线路功率上下限；

光伏混合储能系统约束为具体的光伏混合储能系统模型公式；

节点电压越限治理模型为，

并网点电压达到配电网安全运行允许的上限值U_max时，所对应注入配电网有功功率P_limit限制为，

P_limit＝k(U_max-U(t_a))+P_total(t_a)

其中，P_total(t_a)为t_a时刻并网有功功率，P_total(t_b)为t_b时刻并网有功功率，U(t_a)为t_a时刻并网点电压，U(t_b)为t_b时刻并网点电压；

当检测到并网点电压越限时，混合储能系统根据P_limit来抑制过电压，此时混合储能系统输出功率为，

P_hess(t)＝P_limit-P_pv(t)

当AC/DC逆变器存在剩余容量时，控制AC/DC逆变器并网无功功率进一步优化并网点电压；

根据电压大小，确定AC/DC逆变器吸收无功功率的参考值Q_total(U(t))，参考值Q_total(U(t))随电压变化的关系为，

其中，Q_total(U(t))表示并网点电压为U(t)时，AC/DC逆变器吸收的无功功率，