[发明专利]基于需求侧响应的光伏-电池微电网混合能量调度管理方法

说明书

本发明公开了一种基于需求侧响应的光伏‑电池微电网混合能量调度管理方法，包括：1)设计光伏发电系统的光伏电流等效电路模型；2)建立光伏发电系统最大功输出率模型；……；5)建立光伏‑电池微电网系统的总经济收益模型；6)建立光伏‑电池微电网系统最高经济收益NPV和最高自给率SSR的模型；7)建立如下能量调度管理策略，控制光伏‑电池微电网系统中由锂电池组成的蓄能电池单元在以下状态之间切换。本发明充分考虑了用户负载和光伏电力源的季节性特征，将光伏‑电池微电网的能量调度管理策略采用两种策略混合的方式，充分发挥储能系统的作用，实现两种策略实时无缝切换，达到提高其经济效益的同时，兼顾了系统的可靠性和环保性。

技术领域

本发明涉及微电网能量调度管理方法，尤其涉及一种基于需求侧响应的混合能量调度管理方法。

背景技术

分布式微电网系统的工程化普及应用本身虽然能够很大程度缓解环境和能源危机，但随着其在电网系统中的渗透率逐渐提高，对电网造成的不良影响也愈加明显。由于分布式电力源(风力发电、光伏发电等)受外部(风速、光照、温度等)影响较大，其供电功率存在很大的波动，并网之后无疑影响了电网供电可靠性，增加了电能调度管理的复杂度。为了降低微电网系统的不良因素，在微电网系统中加入储能系统成为解决该问题的主要方法，并得到广泛应用。但由于储能系统的高成本特点，同时也带来了微电网系统的经济性问题，储能容量的大小是影响储能系统单元经济性的主要参数，因此在设计微电网能量调度管理方案时，储能容量优化配置成为不得不面临的问题。

在设计微电网能量调度管理方法时，更多是以微电网渗透率(保证分布式电源最大功率输出)和用户失电率(供电可靠性)为主要优化对象和研究内容。但微电网的工程化普及应用，针对社区住宅微电网系统，其微电网供电可靠性得到保证的情况下，其经济性因素是影响商业化和进一步普及的主要因素，因此应当充分考虑影响微电网的经济运行的外部市场环境和自然环境。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于需求侧响应的光伏-电池微电网混合能量调度管理方法，以解决光伏-电池微电网系统中电池储能容量优化配置问题，并实现在充分考虑影响微电网经济运行的内外部因素、以及保证供电可靠性和环保性的基础上，提高微电网的经济效益。

本发明基于需求侧响应的光伏-电池微电网混合能量调度管理方法，包括以下步骤：

1)设计光伏系统的光伏电流等效电路模型如下：

式中：I_PH为光伏电流，单位为A；I₀为二极管模型反向饱和电流，单位为A；a为理想参数因子；R_sh为分流电阻，单位为Ω；R_s为串联电阻，单位为Ω；I_PV为模拟光伏系统供电电流，V_PV为模拟光伏系统供电电压；

2)建立光伏系统最大功率输出模型如下：

P_PV,mpp＝max(V_PV,I_PV) (2)

3)光伏系统的蓄能电池单元采用锂离子电池，在考虑锂离子电池的荷电状态下，建立电池的电压与电流之间的方程关系如下：

式中：V为锂离子电池的电压，单位为V；E₀为锂离子电池的开路电压，单位为V；K为偏振常数，单位为V/Ah；Q为锂离子电池的容量；∫it为累计充电电量；A为指数区域振幅，单位为V；i为锂离子电池的电流；i^*为过滤电流；R为内部电阻；B为指数区时间常数的倒数；

4)用标准充放电次数测算锂离子电池的寿命，锂离子电池充放电次数与充放电深度之间的关系如下：