一種配網(wǎng)削峰填谷的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于城市配電網(wǎng)削峰填谷的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法，包括下述步驟：(1)確定分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的總調(diào)節(jié)功率；(2)確定同類型分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配策略；(3)確定不同時(shí)間尺度分布式混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配策略；(4)對(duì)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的削峰填谷，峰谷差率滿足要求；實(shí)現(xiàn)基于儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)的充放電功率分配和控制，避免過(guò)充過(guò)放；實(shí)現(xiàn)不同類型儲(chǔ)能系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制，滿足配網(wǎng)不同時(shí)間尺度負(fù)荷的調(diào)節(jié)需求。
【專利說(shuō)明】—種配網(wǎng)削峰填谷的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)能運(yùn)行控制技術(shù)，具體講涉及一種用于城市配電網(wǎng)削峰填谷的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市電力需求的日益增長(zhǎng)，城市中心負(fù)荷密度高的區(qū)域，經(jīng)常有配電變壓器過(guò)載的現(xiàn)象，社會(huì)用電結(jié)構(gòu)的變化和負(fù)荷的快速增長(zhǎng)也加大了負(fù)荷峰谷差，從建設(shè)成本和資源保護(hù)的角度出發(fā)，用傳統(tǒng)的新增發(fā)、輸、配電設(shè)備來(lái)滿足高峰負(fù)荷的需求變得越來(lái)越困難。為了解決快速增長(zhǎng)的電力負(fù)荷和電網(wǎng)建設(shè)相對(duì)滯后的問(wèn)題，在配用電系統(tǒng)中引入儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，不僅可以有效地實(shí)現(xiàn)需求側(cè)管理，平滑負(fù)荷，消除峰谷差，還可以提高現(xiàn)有電力設(shè)備利用率，延緩配電網(wǎng)升級(jí)改造，降低供電成本。
[0003]配網(wǎng)中配置儲(chǔ)能系統(tǒng)，在負(fù)荷低谷時(shí)充電，發(fā)揮填谷的作用，在負(fù)荷高峰時(shí)放電，為電網(wǎng)提供高峰電力，可有效減少系統(tǒng)峰谷差。當(dāng)配網(wǎng)中配置多個(gè)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，如何根據(jù)配網(wǎng)運(yùn)行需求和儲(chǔ)能的狀態(tài)協(xié)調(diào)控制各個(gè)分布式儲(chǔ)能的出力，保障配網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，是目前亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
[0004]雖然目前對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行控制做了很多研究，提出了一些計(jì)及儲(chǔ)能狀態(tài)參數(shù)的運(yùn)行控制方法，但需要一種針對(duì)集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于城市配網(wǎng)削峰填谷的多個(gè)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配和協(xié)調(diào)控制的改進(jìn)技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種易于實(shí)現(xiàn)的、有效合理的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)功率分配和協(xié)調(diào)控制方法，解決儲(chǔ)能用于配網(wǎng)削峰填谷的控制問(wèn)題；本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提出一種用于城市配網(wǎng)削峰填谷的分布式儲(chǔ)能功率分配和協(xié)調(diào)控制方法:1、實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的削峰填谷，峰谷差率滿足要求；2、實(shí)現(xiàn)基于儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)的充放電功率分配和控制，避免過(guò)充過(guò)放；3、實(shí)現(xiàn)不同類型儲(chǔ)能系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制，滿足配網(wǎng)不同時(shí)間尺度負(fù)荷的調(diào)節(jié)需求。
[0006]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明提供一種配網(wǎng)削峰填谷的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括下述步驟:
[0008](I)確定分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的總調(diào)節(jié)功率；
[0009](2)確定同類型分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配策略；
[0010](3)確定不同時(shí)間尺度分布式混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配策略；
[0011](4)對(duì)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟(I)包括:根據(jù)統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)負(fù)荷的峰值和谷值，設(shè)定儲(chǔ)能系統(tǒng)合成出力的低谷值Pmin和峰值Pmax，比較負(fù)荷功率和低谷值Pmin和峰值Pmax的大小，當(dāng)負(fù)荷小于低谷值Pmin時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，充電總功率為負(fù)荷功率與低谷值Pmin之差；當(dāng)負(fù)荷大于Pmax時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，放電總功率為負(fù)荷功率與峰值Pmax之差；負(fù)荷功率在低谷值Pmin和峰值Pmax之間，儲(chǔ)能系統(tǒng)不動(dòng)作，分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的總調(diào)節(jié)功率如式I)所示:
Pt - Pmin PL < Pmm
[0013]Pt= OPma < Pl < PmaxI)
Pl - P Pr > L ,.
[0014]其中，Pt為分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的總調(diào)節(jié)功率，負(fù)值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，正值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)放電為負(fù)荷總有功功率，實(shí)時(shí)獲??；pmin、Pmax分別為設(shè)定儲(chǔ)能系統(tǒng)合成出力的低谷值和峰值。
[0015]進(jìn)一步地，所述步驟(2)包括下述步驟:
[0016]<1>確定同類型各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)相同，額定功率和容量相同的功率分配策略；
[0017]<2>確定同類型各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)相同，額定功率和容量不同的功率分配策略；
[0018]<3>確定同類型各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)不同的功率分配策略。
[0019]進(jìn)一步地，所述步驟〈1>包括:同類型各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)相同，額定功率和容量相同的情況下，采用負(fù)荷均分的方式對(duì)功率進(jìn)行分配，對(duì)式I)得到的儲(chǔ)能總優(yōu)化功率進(jìn)行均分，如下式2)所示:
[0020]Pe = Pt in, k = L2./?2)；
[0021]其中，為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)分配的功率；n為分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的個(gè)數(shù)；PT為分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的總調(diào)節(jié)功率，負(fù)值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，正值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)放電。
[0022]進(jìn)一步地，所述步驟〈2>包括:同類型各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)相同，額定功率和容量不同的情況下，額定功率大的，分配較多功率；額定功率小的，分配較少功率，即以額定功率為基準(zhǔn)按比例分配，如下式3)所示:
[0023]Pf =—---3)；
k Pn' +...+ Pk
[0024]其中，為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)分配的功率P、力第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率；Pt為分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的總調(diào)節(jié)功率，負(fù)值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，正值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)放電。
[0025]進(jìn)一步地，所述步驟〈3>包括:在同類型各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)不同的情況下:以儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)SOC為約束條件進(jìn)行功率分配；將儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)SOC劃分為五個(gè)區(qū)間，根據(jù)電池的充放電特性曲線及儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)SOC值，確定每個(gè)區(qū)間的充放電功率；儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)SOC分區(qū)及各區(qū)間儲(chǔ)能充放電限制條件如下:
[0026]①SOC越上限區(qū):S0C彡SOCmax時(shí)，儲(chǔ)能電池限制充電，允許正常放電；
[0027]②SOC高限值區(qū)=SOChigh彡SOC < SOCmax時(shí)，儲(chǔ)能電池以少充電多放電為基本原則，減緩SOC的增加率；
[0028]③SOC正常工作區(qū):SOClw ( SOC < SOChigh時(shí)，儲(chǔ)能電池正常充放電；
[0029]④SOC低限值區(qū)=SOCmin彡SOC < SOC1ot時(shí)，儲(chǔ)能電池以少放電多充電為基本原則，減緩SOC的下降率；
[0030]⑤SOC越下限區(qū):S0C < SOCmin時(shí)，儲(chǔ)能電池限制放電，允許正常充電；
[0031]根據(jù)上述分區(qū)，得功率分配表達(dá)式如下:
\PE 二 aP、r
[0032]^4)；
k.=βρ:、.
[0033]且遵循總的充放電功率匹配、充電量和放電量均衡，得約束條件如下:
[0034]總充電調(diào)節(jié)功率約束:
[0035]Σ Ρελ = pEsc5)
[0036]總放電調(diào)節(jié)功率約束:

η
[0037]Σ PEdk = pEsd



6):
[0038]儲(chǔ)能容量約束:
[0039]7);
[0040]其中，PNk為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率；Sk為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定容量；為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電功家P,為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電功率P為儲(chǔ)能系統(tǒng)需調(diào)節(jié)的總充電功率；pESd為儲(chǔ)能系統(tǒng)需調(diào)節(jié)的總放電功率；τ。為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電時(shí)間；Td
為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電時(shí)間；α、β分別為儲(chǔ)能系統(tǒng)充電和放電調(diào)節(jié)系數(shù)，根據(jù)不同儲(chǔ)能電池的充放電特性曲線和SOC的分區(qū)取值，另外兼顧整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率平衡進(jìn)行微調(diào)，取值范圍為[0，1] ；SOCmax, SOCmin分別為儲(chǔ)能SOC的上下限值，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)電池的要求來(lái)確定JOChigh' SOClow分別為儲(chǔ)能SOC的高低限值，不同儲(chǔ)能電池取值不同，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)電池的要求來(lái)確定。
[0041]進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，不同時(shí)間尺度分布式混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配策略如下:用功率變化率衡量設(shè)功率變化的時(shí)間尺度，當(dāng)功率變化率小于限定值時(shí)，補(bǔ)償功率均由蓄電池調(diào)節(jié)；當(dāng)功率變化率大于限定值時(shí)，超出部分由超級(jí)電容調(diào)節(jié)；蓄電池調(diào)節(jié)的功率如下式所示:
\Pr{t)k < k
[0042]/L⑴=p ^, w T8);

(A—I) + Kp (tI — t1-X) Kp < k
[0043]其中，k為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)需補(bǔ)償功率的變化率；kup為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)需補(bǔ)償功率的變化率的上限；ρτα)為t時(shí)刻儲(chǔ)能系統(tǒng)需調(diào)節(jié)的總功率為第V1時(shí)刻蓄電池調(diào)節(jié)的功率為整數(shù)，i = 1，2，-n山表示每一個(gè)采樣的時(shí)間點(diǎn)；該式表明，當(dāng)功率變化率大于限定值時(shí)，蓄電池需調(diào)節(jié)的功率等于其前一時(shí)刻調(diào)節(jié)的功率加上按最大變化率限值在該時(shí)間段上變化的功率，超出該變化限值的部分由超級(jí)電容調(diào)節(jié)；
[0044]超級(jí)電容調(diào)節(jié)的功率如下式所示:
[0045]Psc (t) = Pt (t) -Pbat (t)9)。
[0046]進(jìn)一步地，所述步驟(4)中，將步驟(2)和(3)得到的各儲(chǔ)能系統(tǒng)分配功率，下發(fā)給各儲(chǔ)能系統(tǒng)，用有功無(wú)功PQ控制，調(diào)節(jié)有功和無(wú)功出力，滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的要求。
[0047]與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是:
[0048]1、本發(fā)明提供的用于城市配電網(wǎng)削峰填谷的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法，可對(duì)配網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行削峰填谷，根據(jù)峰谷差率和負(fù)載率確定儲(chǔ)能總調(diào)節(jié)功率，保障配網(wǎng)運(yùn)行安全；根據(jù)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率、容量和荷電狀態(tài)分配各儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功率，使儲(chǔ)能運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)，不會(huì)過(guò)充過(guò)放；根據(jù)負(fù)荷波動(dòng)的不同時(shí)間尺度在不同類型的混合儲(chǔ)能之間分配功率，充分利用不同儲(chǔ)能的特點(diǎn)。
[0049]2、本發(fā)明一種用于城市配網(wǎng)削峰填谷的分布式儲(chǔ)能功率分配和協(xié)調(diào)控制方法，解決了技術(shù)問(wèn)題是:1)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的削峰填谷，峰谷差率滿足要求；2)實(shí)現(xiàn)基于儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)的充放電功率分配和控制，避免過(guò)充過(guò)放；3)實(shí)現(xiàn)不同類型儲(chǔ)能系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制，滿足配網(wǎng)不同時(shí)間尺度負(fù)荷的調(diào)節(jié)需求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0050]圖1是本發(fā)明提供的削峰填谷的示意圖；
[0051]圖2是本發(fā)明提供的用于城市配網(wǎng)削峰填谷的分布式儲(chǔ)能功率分配和協(xié)調(diào)控制方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0052]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0053]實(shí)施例
[0054]如圖1，設(shè)置儲(chǔ)能電池的放電啟動(dòng)功率(儲(chǔ)能系統(tǒng)合成出力的峰值)Pmax及充電啟動(dòng)功率(儲(chǔ)能系統(tǒng)合成出力的低谷值)Pmin，當(dāng)負(fù)荷高于放電啟動(dòng)功率時(shí)，儲(chǔ)能電池運(yùn)行于放電狀態(tài)；當(dāng)負(fù)荷低于充電啟動(dòng)功率時(shí)，儲(chǔ)能電池運(yùn)行于充電狀態(tài)，從而起到移峰填谷、減小負(fù)荷峰谷差的作用。
[0055]本發(fā)明的具體實(shí)施步驟的流程圖如圖2所示，包括:
[0056](I)求取儲(chǔ)能的總調(diào)節(jié)功率；
[0057]統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)負(fù)荷的峰值和谷值，根據(jù)負(fù)荷峰谷值，設(shè)定儲(chǔ)能系統(tǒng)合成出力的低谷值Pmin和峰值Pmax,比較負(fù)荷功率和Pmin、Pmax的大小，當(dāng)負(fù)荷小于Pmin時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，充電總功率為負(fù)荷功率和Pmin之差；當(dāng)負(fù)荷大于Pmax時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，放電總功率為負(fù)荷功率和Pmax之差；負(fù)荷在Pmin和Pmax之間，儲(chǔ)能系統(tǒng)不動(dòng)作，如式I):
Pl ^PmmPL < Pmm
[0058]Pr=^OP1^n < pI <Ρη^I);
PL -PL >Pmm
[0059]其中，Pt為分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)所需調(diào)節(jié)的總功率，負(fù)值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，正值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)放電為負(fù)荷總有功功率，可實(shí)時(shí)獲??；pmin、Pmax根據(jù)變壓器和線路負(fù)載率及要求的峰谷差率設(shè)定。
[0060](2)同類型分布式儲(chǔ)能的功率分配，具體計(jì)算步驟如下；
[0061]〈1>各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)相同，額定功率和容量也相同:
[0062]各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的參數(shù)和狀態(tài)都相同的情況下，采用負(fù)荷均分的方法對(duì)功率進(jìn)行分配，對(duì)式I)得到的儲(chǔ)能總優(yōu)化功率進(jìn)行均分，如式2):
[0063]Pf 二 Pt 丨 n, k 二 1,2…η2)；
[0064]其中，PEk為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)分配的功率；n為分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的個(gè)數(shù)。
[0065]〈2>各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)相同，額定功率和容量不同:
[0066]各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率和容量不同時(shí)，不能采用負(fù)荷均分的方法。在荷電狀態(tài)相同的情況下，額定功率大的，應(yīng)分配較多功率；額定功率小的，應(yīng)分配較少功率，即以額定功率為基準(zhǔn)按比例分配，如式3):

Pt
[0067]PEt = P ^ At+pk 二 1,2…η 3)；
[0068]其中，為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)分配的功率；pNi為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率。
[0069]〈3>各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)不同:
[0070]各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電狀態(tài)不同時(shí)，為保障儲(chǔ)能系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，應(yīng)以儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)SOC為約束條件進(jìn)行功率分配。將SOC劃分為五個(gè)區(qū)間，根據(jù)電池的充放電特性曲線及SOC值，確定每個(gè)區(qū)間的充放電功率。SOC分區(qū)及各區(qū)間儲(chǔ)能充放電限制條件如下:
[0071]①SOC越上限區(qū):S0C彡SOCmax時(shí)，儲(chǔ)能電池限制充電，允許正常放電；
[0072]②SOC高限值區(qū)=SOChigh彡SOC < SOCmax時(shí)，儲(chǔ)能電池以少充電多放電為基本原則，盡量減緩SOC的增加率；
[0073]③SOC正常工作區(qū):SOClw ( SOC < SOChigh時(shí)，儲(chǔ)能電池可正常充放電；
[0074]④SOC低限值區(qū)=SOCmin彡SOC < SOC1ot時(shí)，儲(chǔ)能電池以少放電多充電為基本原則，盡量減緩SOC的下降率；
[0075]⑤SOC越下限區(qū):S0C < SOCmin時(shí)，儲(chǔ)能電池限制放電，允許正常充電；
[0076]根據(jù)上述分區(qū)，可得功率分配算法如下:
\PKk ^aPNk
[。。77] 二 4 ；
[0078]另遵循總的充放電功率匹配、充電量和放電量均衡，可得約束條件如下:
[0079]總充電調(diào)節(jié)功率約束:
[0080]Σ P,.: - P5)
k=l
[0081]總放電調(diào)節(jié)功率約束:

η
[0082]Σ pEith = pESi
左=16)
[0083]儲(chǔ)能容量約束:
[0084]Σ \Σ Ρι' Τ.ι - SNk7).
[0085]其中，PNk為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率；SNk為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定容量；pEck為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電功_ [為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電功率；為儲(chǔ)能系統(tǒng)需調(diào)節(jié)的總充電功率；為儲(chǔ)能系統(tǒng)需調(diào)節(jié)的總放電功率；τ。為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電時(shí)間；Td
為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電時(shí)間；α、β分別為儲(chǔ)能系統(tǒng)充電和放電調(diào)節(jié)系數(shù)，根據(jù)不同儲(chǔ)能電池的充放電特性曲線和SOC的分區(qū)取值，另外兼顧整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率平衡進(jìn)行微調(diào)，取值范圍為[0，I] ;S0Cmax、S0Cmin分別為儲(chǔ)能SOC的上下限值，不同儲(chǔ)能電池取值不同，如鉛酸電池一般取90% -20%，鋰電池一般取90% -10%,在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)電池的要求來(lái)確定。S0(；igh、SOC1ot分別為儲(chǔ)能SOC的高低限值，不同儲(chǔ)能電池取值不同，如鉛酸電池一般取70% -50%，鋰電池一般取80% -20%，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)電池的要求來(lái)確定。
[0086](3)不同時(shí)間尺度分布式混合儲(chǔ)能的功率分配:
[0087]不同時(shí)間尺度的分布式混合儲(chǔ)能主要考慮超級(jí)電容和蓄電池。首先考慮超級(jí)電容和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)之間的功率分配，主要考慮不同的負(fù)荷類型，短時(shí)間尺度內(nèi)的負(fù)荷變化由超級(jí)電容來(lái)調(diào)節(jié)，長(zhǎng)時(shí)間尺度的負(fù)荷變化由蓄電池來(lái)調(diào)節(jié)；其次再考慮超級(jí)電容電壓、電池SOC等狀態(tài)限制，進(jìn)行修正補(bǔ)償。
[0088]混合儲(chǔ)能的功率分配算法如下:設(shè)功率變化的時(shí)間尺度用功率變化率來(lái)衡量，當(dāng)功率變化率小于限定值時(shí)，補(bǔ)償功率都由蓄電池來(lái)調(diào)節(jié)；當(dāng)功率變化率大于限定值時(shí)，超出部分由超級(jí)電容來(lái)調(diào)節(jié)。蓄電池需調(diào)節(jié)的功率如下:
[PT(t)k<k
[0089]/UO=V8);

{ Pbat (Cl) + K, (tj - ) kup < k
[0090]其中，k為混合儲(chǔ)能需補(bǔ)償?shù)墓β实淖兓剩籯up為混合儲(chǔ)能需補(bǔ)償?shù)墓β实淖兓实纳舷?；PT(t)為t時(shí)刻儲(chǔ)能系統(tǒng)需調(diào)節(jié)的總功率TbatUH)為第k時(shí)刻蓄電池調(diào)節(jié)的功率為整數(shù)，i = 1，2，-η山表示每一個(gè)采樣的時(shí)間點(diǎn)；該式表明，當(dāng)功率變化率大于限定值時(shí)，蓄電池需調(diào)節(jié)的功率等于其前一時(shí)刻調(diào)節(jié)的功率加上按最大變化率限值在該時(shí)間段上變化的功率，超出該變化限值的部分由超級(jí)電容調(diào)節(jié)；
[0091]超級(jí)電容需調(diào)節(jié)的功率如下:
[0092]Psc (t) = Pt (t) -Pbat (t)9)。
[0093](4)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制:
[0094]無(wú)論是同類型儲(chǔ)能還是不同類型的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于城市配網(wǎng)削峰填谷時(shí)都是并網(wǎng)運(yùn)行，將上述步驟(2)和(3)得到的各儲(chǔ)能分配功率，下發(fā)給各儲(chǔ)能系統(tǒng)，采用有功無(wú)功PQ控制，調(diào)節(jié)有功無(wú)功出力，滿足系統(tǒng)削峰填谷的要求。
[0095]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，在此啟發(fā)下，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種配網(wǎng)削峰填谷的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: (1)確定分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的總調(diào)節(jié)功率； (2)確定同類型分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配策略； (3)確定不同時(shí)間尺度分布式混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配策略； (4)對(duì)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。
2.如權(quán)利要求1所述的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟(1)包括:根據(jù)統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)負(fù)荷的峰值和谷值，設(shè)定儲(chǔ)能系統(tǒng)合成出力的低谷值Pmin和峰值Pmax,比較負(fù)荷功率和低谷值Pmin和峰值Pmax的大小，當(dāng)負(fù)荷小于低谷值Pmin時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，充電總功率為負(fù)荷功率與低谷值Pmin之差；當(dāng)負(fù)荷大于Pmax時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，放電總功率為負(fù)荷功率與峰值Pmax之差；負(fù)荷功率在低谷值Pmin和峰值Pmax之間，儲(chǔ)能系統(tǒng)不動(dòng)作，分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的總調(diào)節(jié)功率如式I)所示:
Pl - ^iin< ^min
< PL <Pm^I);
P — PP P
、L maxL max 其中，Pt為分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的總調(diào)節(jié)功率，負(fù)值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，正值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)放電；Pl為負(fù)荷總有功功率，實(shí)時(shí)獲??；Pmin、Pmax分別為設(shè)定儲(chǔ)能系統(tǒng)合成出力的低谷值和峰值。
3.如權(quán)利要求1所述的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟(2)包括下述步驟: 〈1>確定同類型各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)相同，額定功率和容量相同的功率分配策略； 〈2>確定同類型各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)相同，額定功率和容量不同的功率分配策略； 〈3>確定同類型各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)不同的功率分配策略。
4.如權(quán)利要求3所述的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟〈1>包括:同類型各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)相同，額定功率和容量相同的情況下，采用負(fù)荷均分的方式對(duì)功率進(jìn)行分配，對(duì)式I)得到的儲(chǔ)能總優(yōu)化功率進(jìn)行均分，如下式2)所示: Pr — Pr //?, k — K2.//2): 其中，巧.(為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)分配的功率；n為分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的個(gè)數(shù)；PT為分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的總調(diào)節(jié)功率，負(fù)值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，正值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)放電。
5.如權(quán)利要求3所述的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟〈2>包括:同類型各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)相同，額定功率和容量不同的情況下，額定功率大的，分配較多功率；額定功率小的，分配較少功率，即以額定功率為基準(zhǔn)按比例分配，如下式3)所示:
P, Pf =---PT, k 二 1,2 …n j)
k Pn'+…+ PNn 其中，Pr.為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)分配的功率為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率；PT為分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的總調(diào)節(jié)功率，負(fù)值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，正值表示儲(chǔ)能系統(tǒng)放電。
6.如權(quán)利要求3所述的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟〈3>包括:在同類型各分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)不同的情況下:以儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)SOC為約束條件進(jìn)行功率分配；將儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)SOC劃分為五個(gè)區(qū)間，根據(jù)電池的充放電特性曲線及儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)SOC值，確定每個(gè)區(qū)間的充放電功率；儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)SOC分區(qū)及各區(qū)間儲(chǔ)能充放電限制條件如下: ①SOC越上限區(qū):S0C彡SOCmax時(shí)，儲(chǔ)能電池限制充電，允許正常放電； ②SOC高限值區(qū):S0Chigh( SOC < SOCmax時(shí)，儲(chǔ)能電池以少充電多放電為基本原則，減緩SOC的增加率； ③SOC正常工作區(qū):SOC1ot( SOC < SOChigh時(shí)，儲(chǔ)能電池正常充放電； ④SOC低限值區(qū)=SOCmin彡SOC< SOC1ot時(shí)，儲(chǔ)能電池以少放電多充電為基本原則，減緩SOC的下降率； ⑤SOC越下限區(qū):S0C< SOCmin時(shí)，儲(chǔ)能電池限制放電，允許正常充電； 根據(jù)上述分區(qū)，得功率分配表達(dá)式如下:
\PE^k = aPNk^4' 1-PPs 且遵循總的充放電功率匹配、充電量和放電量均衡，得約束條件如下: 總充電調(diào)節(jié)功率約束: Σ ^Eck = Pesc5);
k -1 總放電調(diào)節(jié)功率約束:
ηΣI = P、



6)； 儲(chǔ)能容量約束: ZplX=X1Ws7); 其中八力第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定功率；SNk為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的額定容量；\為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電功率尺力第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電功率；為儲(chǔ)能系統(tǒng)需調(diào)節(jié)的總充電功率;p、為儲(chǔ)能系統(tǒng)需調(diào)節(jié)的總放電功率；T。為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電時(shí)間；Td為第k個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電時(shí)間；α、β分別為儲(chǔ)能系統(tǒng)充電和放電調(diào)節(jié)系數(shù)，根據(jù)不同儲(chǔ)能電池的充放電特性曲線和SOC的分區(qū)取值，另外兼顧整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率平衡進(jìn)行微調(diào)，取值范圍為[0，1] ;S0Cmax、SOCmin分別為儲(chǔ)能SOC的上下限值，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)電池的要求來(lái)確定AOChigh' SOClw分別為儲(chǔ)能SOC的高低限值，不同儲(chǔ)能電池取值不同，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)電池的要求來(lái)確定。
7.如權(quán)利要求1所述的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟(3)中，不同時(shí)間尺度分布式混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配策略如下:用功率變化率衡量設(shè)功率變化的時(shí)間尺度，當(dāng)功率變化率小于限定值時(shí)，補(bǔ)償功率均由蓄電池調(diào)節(jié)；當(dāng)功率變化率大于限定值時(shí)，超出部分由超級(jí)電容調(diào)節(jié)；蓄電池調(diào)節(jié)的功率如下式所示: P ⑴=iwk K ^8)K <k?’ 其中，k為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)需補(bǔ)償功率的變化率；kup為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)需補(bǔ)償功率的變化率的上限；PT(t)為t時(shí)刻儲(chǔ)能系統(tǒng)需調(diào)節(jié)的總功率TbatUH)為第k時(shí)刻蓄電池調(diào)節(jié)的功率為整數(shù)，i = 1，2，-n山表示每一個(gè)采樣的時(shí)間點(diǎn)；該式表明，當(dāng)功率變化率大于限定值時(shí)，蓄電池需調(diào)節(jié)的功率等于其前一時(shí)刻調(diào)節(jié)的功率加上按最大變化率限值在該時(shí)間段上變化的功率，超出該變化限值的部分由超級(jí)電容調(diào)節(jié)； 超級(jí)電容調(diào)節(jié)的功率如下式所示: Psc (t) = Pt (t)-Pbat (t)9)。
8.如權(quán)利要求1所述的分布式儲(chǔ)能功率分配及協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟(4)中，將步驟(2)和(3)得到的各儲(chǔ)能系統(tǒng)分配功率，下發(fā)給各儲(chǔ)能系統(tǒng)，用有功無(wú)功PQ控制，調(diào)節(jié)有功和無(wú)功出力，滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷的要求。
【文檔編號(hào)】H02J3/28GK104167750SQ201410407305
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】桑丙玉, 葉季蕾, 楊波, 陶瓊, 張宇, 許曉慧, 薛金花, 汪春, 樸紅艷, 劉舒 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)上海市電力公司