利用分布式蓄電池儲能站平衡微網失配功率的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用分布式蓄電池儲能站平衡微網失配功率的控制方法，該方法采用微網側的能量管理系統(tǒng)作為優(yōu)化計算中的協(xié)調器，為各個分布式鉛酸電池儲能站側的子控制器提供協(xié)調信息，子控制器根據(jù)這些協(xié)調信息優(yōu)化自身的輸出功率，并將輸出功率反饋回協(xié)調器；并進行迭代計算得到各個分布式儲能電站優(yōu)化輸出功率，平衡微電網未來一段時間的功率失配量。該發(fā)明具有分布式控制的優(yōu)點，適應微網儲能站的物理分布特性，又有較高的效率，可以順利求解目前已有技術難以解決的大規(guī)模問題。
【專利說明】利用分布式蓄電池儲能站平衡微網失配功率的控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鉛酸蓄電池【技術領域】，尤其涉及利用分布式鉛酸電池儲能站平衡微網失配功率的分布式控制方法。
【背景技術】
[0002]微網處于孤網運行時，如果間歇性的分布式發(fā)電和剛性的用電功率不平衡，將出現(xiàn)失配功率(定義為發(fā)電功率減去用電功率)。由于微網本身慣性較小，失配功率將更加顯著地影響電壓和頻率穩(wěn)定，甚至造成電網崩潰。在傳統(tǒng)控制方案中，棄掉部分分布式發(fā)電或者切掉部分負荷能幾乎是解決這一問題的唯一手段，但是卻損失了用戶和發(fā)電商的利益。在含有分布式儲能電站的智能微電網中，為解決這一問題，可以利用分布式鉛酸電池儲能站能夠快速地發(fā)出或者吸收功率的特點，用儲能站的輸出功率和電網的失配功率相平衡，從而起到穩(wěn)定微網運行的作用。對于分布式鉛酸儲能電站，更適合采用分布式控制而不是原有的集中控制方法，以減少計算和通信難題。對此，本發(fā)明提出了一種利用分布式鉛酸電池儲能站平衡微網失配功率的分布式控制方法。

【發(fā)明內容】

[0003]發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明提供了提出一種利用分布式鉛酸電池儲能站平衡微網失配功率的分布式控制方法。采用本方法，各個儲能站側的子控制器可以采用并行計算的模式，子控制器和上級的協(xié)調器可以采用并行通信適應分布式鉛酸電池儲能站的物理分布特性，又有較高的效率，也避免了原有電網控制方案帶來的切負荷或者切發(fā)電的問題。
[0004]技術方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術方案:一種利用分布式蓄電池儲能站平衡微網失配功率的控制方法，采用微網側的能量管理系統(tǒng)作為優(yōu)化計算的協(xié)調器，為各個分布式鉛酸蓄電池蓄能站側的子控制器提供協(xié)調信息；子控制器根據(jù)該協(xié)調信息優(yōu)化自身的輸出功率，并將輸出功率信息反饋回協(xié)調器；重復上述步驟進行迭代計算，最后得到各個鉛酸蓄電池儲能站的最優(yōu)輸出功率，用以平衡微網的失配功率；
[0005]其中，所述迭代計算中，首先由各儲能裝置初始化未來一段時間內的輸出功率，將之上報給協(xié)調器，作為迭代的開始步驟；每一步迭代，協(xié)調器根據(jù)微網內未來一段時間分布式發(fā)電和用電的預測功率計算未來一段時間的失配量，再結合各個分布式儲能電站上報的輸出功率，計算控制所需要的協(xié)調信息，并將之下發(fā)給各個儲能站；各個儲能站再根據(jù)電網下發(fā)的協(xié)調信息，修正未來一段時間的輸出功率，并將修正值上報給協(xié)調器；等迭代收斂，得到各個分布式儲能電站優(yōu)化輸出功率，以平衡微電網未來一段時間的功率失配量。
[0006]作為優(yōu)選，所述通過迭代計算最終得到鉛酸蓄電池儲能站最優(yōu)輸出功率的具體步驟如下:
[0007]步驟1:置迭代次數(shù)m=0，各子控制器初始化儲能站的未來一段時間的輸出功率曲線甿,并將P,。上傳協(xié)調器，令迭代次數(shù)m=l ；[0008]步驟2:進行第m次迭代，協(xié)調器根據(jù)未來一段時間分布式發(fā)電和負荷用電的預測值得到失配量D ;所述失配兩D為發(fā)電功率減去用電功率，其由k=0到T-1時刻的D(k)所組成；其中，D(k)表示失配量在第k時段的值；
[0009]接著，協(xié)調器計算對第i個分布式儲能電站的協(xié)調信息，該協(xié)調信息如公式(I)所示:
[0010]
【權利要求】
1.一種利用分布式蓄電池儲能站平衡微網失配功率的控制方法，其特征在于:采用微網側的能量管理系統(tǒng)作為優(yōu)化計算的協(xié)調器，為各個分布式鉛酸蓄電池蓄能站側的子控制器提供協(xié)調信息；子控制器根據(jù)該協(xié)調信息優(yōu)化自身的輸出功率，并將輸出功率信息反饋回協(xié)調器；重復上述步驟進行迭代計算，最后得到各個鉛酸蓄電池儲能站的最優(yōu)輸出功率，用以平衡微網的失配功率； 其中，所述迭代計算中，首先由各儲能裝置初始化未來一段時間內的輸出功率，將之上報給協(xié)調器，作為迭代的開始步驟；每一步迭代，協(xié)調器根據(jù)微網內未來一段時間分布式發(fā)電和用電的預測功率計算未來一段時間的失配量，再結合各個分布式儲能電站上報的輸出功率，計算控制所需要的協(xié)調信息，并將之下發(fā)給各個儲能站；各個儲能站再根據(jù)電網下發(fā)的協(xié)調信息，修正未來一段時間的輸出功率，并將修正值上報給協(xié)調器；等迭代收斂，得到各個分布式儲能電站優(yōu)化輸出功率，以平衡微電網未來一段時間的功率失配量。
2.根據(jù)權利要求1所述利用分布式蓄電池儲能站平衡微網失配功率的控制方法，其特征在于:所述通過迭代計算最終得到鉛酸蓄電池儲能站最優(yōu)輸出功率的具體步驟如下: 步驟1:置迭代次數(shù)m=0，各子控制器初始化儲能站的未來一段時間的輸出功率曲線P10，并將P,0上傳協(xié)調 器，令迭代次數(shù)m=l ； 步驟2:進行第m次迭代，協(xié)調器根據(jù)未來一段時間分布式發(fā)電和負荷用電的預測值得到失配量D ;所述失配兩D為發(fā)電功率減去用電功率，其由k=0到T-1時刻的D(k)所組成；其中，D(k)表示失配量在第k時段的值； 接著，協(xié)調器計算對第i個分布式儲能電站的協(xié)調信息，該協(xié)調信息如公式(I)所示: Δ廣1 = a(￡lf -1 -D) + C'iP；-1)( I ) 式中，P 1是第m-Ι次迭代后第i個分布式儲能站上報的輸出功率，由k=0到T-1的Pr (/)所組成，而不―1(幻表示輸出功率功率曲線在第k時段的值；a是常系數(shù)，C表示第i個分布式儲能站的運行成本函數(shù)，c'表示成本函數(shù)的導數(shù)；然后將該協(xié)調信息下發(fā)各鉛酸蓄電池儲能站側的子控制器； 步驟3:子控制器i接收協(xié)調信IΔ 1,通過式(2)獲得最優(yōu)解P pri0^^
E:H(k + 1) = ￡；'(k) + P；'(k)M k:O,...S-1 (a)
E,(k)<F:'n(k)<F:,(k)k = 1，“.，Γ —I (Λ) Ii(kX(k)爾k)A-= (),....7^ I (c)(2 ) 式中，r (0)，:K，Pr(T-1)為優(yōu)化變量，其余變量均為已知參數(shù):ΔΓ丨(0)，K, ΔΓ'(Γ-Ι)^協(xié)調信息Δ廣1在O到T-1時段的分量，表示第k時段的儲能站的儲能值；S湘i表示對應物理量的下限和上限；At表示優(yōu)化時的時間步長；T是優(yōu)化所設計的時間段個數(shù)，如總接入時間是8小時，時間步長At是I小時，那么接入充電時間段個數(shù)Τ=8 ;其中(a)表示儲能站輸出功率和儲能值的關系，(b)表示儲能站儲能值的范圍約束，(C)表示儲能站輸出功率約束；最后將最優(yōu)解Pfi反饋發(fā)回協(xié)調器；步驟4:協(xié)調器得到反饋信息后進行判斷:如果兩次迭代中每個儲能站的P和￡夠接近，迭代收斂，進入步驟5 ;否則令m=m+l，返回步驟2 ;步驟5:迭代收斂后，各儲.能站的Pi就是能夠平衡微網內不平衡功率的最優(yōu)輸出功率。
【文檔編號】H02J3/32GK103427432SQ201310348271
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權日:2013年8月9日
【發(fā)明者】李正爍, 袁朝勇, 嚴學慶, 趙榮興 申請人:江蘇歐力特能源科技有限公司