[发明专利]孤立电力系统中脉冲负载能量调控方法及系统

说明书

本发明实施例提供了一种孤立电力系统中脉冲负载能量控制方法及系统，其中，所述方法包括：S1，通过求解预设优化模型，获取所述多个超级电容中每个超级电容的充电接入时刻及充电时长，其中，所述预设优化模型的目标函数为所述多个脉冲负载的供电收益之和最大；S2，根据每个超级电容的充电接入时刻和充电时长，对每个超级电容的充放电进行控制，以实现对所述多个脉冲负载的能量调控。根据预设优化模型对系统中多个脉冲负载进行调控，使得调控策略满足系统需求具有理论保证，同时适用于对系统中多个脉冲负载进行能量调控。

技术领域

本发明实施例涉及能源技术领域，更具体地，涉及一种孤立电力系统中脉冲负载能量调控方法及系统。

背景技术

孤立电力系统可能需要给脉冲负荷供电，一旦被触发，脉冲负载将在短时间内消耗大量能量，功率常在兆瓦(MW)量级以上。孤立电力系统中能量由发电机提供，储能设备作为辅助，为了保证电力系统安全运行，必须保持功率瞬时平衡。在没有合理安排脉冲负载的情况下，电力系统可能失去稳定性至崩溃。另一方面，希望在给定的时间段内，供电收益最大，即为脉冲负载供电的次数尽可能多。有多个脉冲负载时，在稳定性分析中需要考虑它们的共同作用，并且最大化供电总收益。

如图1所示，因为脉冲负载功率非常大，孤立电力系统不是直接对脉冲负载供电，而是通过超级电容作为能量的中间介质。在S₁闭合S₂断开时，超级电容与孤立电力系统相连，孤立电力系统为超级电容充电，充电功率为P_C。超级电容充电完毕后，S₁断开S₂闭合，超级电容与孤立电力系统断开，对脉冲负载放电。超级电容充电的时间比放电时间长，就可以使充电功率P_C比脉冲负载所需功率小，从而让孤立电力系统可以承担。

对于孤立电力系统给脉冲负载供电的问题，国外已有学者提出单个脉冲负载时，电力系统对超级电容充电过程的控制方式。该方式考虑了同步发电机的功率爬坡限制和最大功率限制、变流器最大电流限制和电流爬坡限制，控制目标是在尽可能短的时间内为超级电容充足够的电能，并结束充电过程。图2超级电容单次充电过程，横坐标是时间，纵坐标是瞬时充电功率P_C。从t₀时刻开始充电。t₀到t₁时间段，由充电电流增加速率限制，即充电电流增加速率达到上限。t₁到t₂由发电机功率爬坡能力限制，充电功率增加速率达到上限。t₂到t₃由发电机最大发电功率限制，充电功率达到上限。t₃到t₄是充电电流最快减少到0的过程，充电功率也降到0。如果控制过程出现误差，t₄时充电电流仍然没有减少到0，那么需要t₄到t₅的时间将电流降为0。

但是，上述控制方法并未考虑电力系统的任何约束条件，对于求出的解是否能够满足系统需求没有理论保证，同时上述控制方法只针对单个脉冲负载的情况，不能适用于具有多个脉冲负载的电力系统。

发明内容

本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的孤立电力系统中脉冲负载能量调控方法及系统。

一方面本发明实施例提供了一种孤立电力系统中脉冲负载能量调控方法，所述孤立电力系统包括多个脉冲负载以及多个超级电容，所述多个脉冲负载与所述多个超级电容一一对应，所述方法包括：

S1，通过求解预设优化模型，获取所述多个超级电容中每个超级电容的充电接入时刻及充电时长，其中，所述预设优化模型的目标函数为所述多个脉冲负载的供电收益之和最大；

S2，根据每个超级电容的充电接入时刻和充电时长，对每个超级电容的充放电进行控制，以实现对所述多个脉冲负载的能量调控。