[发明专利]基于电力弹簧的微电网能量优化方法

说明书

本发明提供了一种基于电力弹簧的微电网能量优化方法，分析电力弹簧拓扑结构，得出电力弹簧稳定运行的优化约束条件，将电力弹簧运行效率作为优化目标，得到电力弹簧优化部分；根据储能运行因素，确定储能稳定运行的优化约束条件，以储能系统充放电次数作为优化目标，得到储能优化部分；将可控分布式发电的出力上下限约束以及爬坡速度作为可控分布式发电的优化部分的优化约束条件，以可控分布式发电运行效率作为优化目标，得到可控分布式能源优化部分；在S1、S2和S3的优化约束条件的基础上，将S1、S2和S3中的优化目标与微电网的额外优化因素进行结合，实现整个微电网的功率平衡。本发明使微电网工作于稳定、高效地运行状态。

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，具体地，涉及一种基于电力弹簧的微电网能量优化方法。

背景技术

风能、太阳能等可再生能源具有间歇性、不稳定性等特点。当风能、太阳能等可再生能源大规模并网时，其扰动的出力情况将造成发电量与负载需求的不匹配，影响系统的正常运行，甚至可能造成系统的失稳。

在这种发电量不可控的情况下，只能通过调节负载需求处的用电量来实现发电量与用电量的匹配。大量的实践表明，电力系统的负载可以分为对电压波动敏感的关键负载和对电压波动表现出钝性的非关键负载。典型的关键负载有医疗器械、精密仪器、测量仪表等，典型的非关键负载有热得快、电热水器等加热型仪器。针对上述现状，香港大学提出了基于电力电子技术的“电力弹簧”构想，将机械弹簧的概念引入电力系统中。电力弹簧通过调整非关键负载的功率，来维持关键负载的正常运行。

与其他现有的提高微电网电能质量方法相比，电力弹簧与非关键负载串联构成的智能负载具有较强的负载响应能力，能将分布式能源波动转移到非关键负载，也能参与频率调节。而其他微电网电压调整方法，一般直接与关键负载串联，如静止同步串联补偿器、动态电压补偿器，或直接与关键负载并联，如静止无功补偿器，在某些情况下，电力弹簧的调整效率比普通无功补偿装置更高。

与电力弹簧技术的逐步普及相应，微电网的运行对于含有电力弹簧的微电网能量优化模型也提出了相应的要求。含有电力弹簧的微电网能量优化相对于传统微电网能量优化的特殊性体现在：电力弹簧对有高可靠用电需求的关键负载提供了保障，；智能负载同时具有向上和向下的调节范围，对于减少储能充放电功率和弃风弃光具有积极意义。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是提供一种基于电力弹簧的微电网能量优化方法，该方法在对电力弹簧和智能负载的应用模式和调节模式进行分析的基础上，分析了电力弹簧在计及储能充放电因素、弃风因素、补贴因素和电力弹簧折旧因素的微电网能量管理运行中带来的稳定性和运行效率的提升。结合有功平衡约束、从电力市场购电约束、可控分布式发电约束、不可控分布式发电约束、可中断负载约束、智能负载约束、反弹负载约束、长期市场购电约束等约束条件，使电力弹簧能够在微电网中的稳定运行，降低了储能容量；同时，该方法能使微电网中的新能源发电产生波动时，微电网能够消纳新能源接入可能带来的扰动，使微电网实现功率平衡，工作于稳定、高效的运行状态。

本发明是通过如下技术方案实现的。

一种基于电力弹簧的微电网能量优化方法，包括如下步骤：

S1，分析电力弹簧拓扑结构，根据智能负载减少量，结合通用的三阶反弹负载模型，建立电力弹簧稳定运行约束条件；在电力弹簧稳定运行的基础上，将电力弹簧运行效率作为优化目标；得到电力弹簧优化部分；

S2，根据储能运行因素，确定储能稳定运行的储能优化约束条件，在储能稳定运行的基础上，以储能系统充放电次数作为优化目标，得到储能优化部分；