基于能效云終端的分布式儲(chǔ)能調(diào)度優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及分布式發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種基于能效云終端的分布式儲(chǔ)能調(diào)度優(yōu) 化控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 能源危機(jī)和環(huán)境問題已經(jīng)成為全球需要面對(duì)的問題，鑒于此，可再生能源發(fā)電開 始快速發(fā)展，其應(yīng)用也越來越廣泛。微電網(wǎng)已經(jīng)成為可再生能源發(fā)展的主要模式，微電網(wǎng)包 括分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負(fù)荷和由監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā) 配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)、管理的自制系統(tǒng)。微電網(wǎng)的發(fā)展在智能電網(wǎng)的 建設(shè)中占有重要的角色，而儲(chǔ)能裝置則是微電網(wǎng)的重要組成部分，常用的儲(chǔ)能裝置有抽水 儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、蓄電池儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能和超導(dǎo)儲(chǔ)能。儲(chǔ)能作為微電網(wǎng)中 的核心環(huán)節(jié)，在微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、能量優(yōu)化管理、短時(shí)供電、改善電能質(zhì)量等方面起著至關(guān) 重要的作用，這些儲(chǔ)能裝置合理的調(diào)度優(yōu)化，對(duì)于微電網(wǎng)的正常運(yùn)行具有重要意義。
[0003] 但是現(xiàn)階段對(duì)儲(chǔ)能裝置的調(diào)度優(yōu)化控制，多集中在把儲(chǔ)能裝置作為分布式發(fā)電系 統(tǒng)的配套環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化控制，最低限度的影響電網(wǎng)電壓和頻率。這些文獻(xiàn)和專利中對(duì)儲(chǔ)能 裝置作為獨(dú)立的儲(chǔ)能單元例如家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電和放電控制技術(shù)研究分析較少。申請(qǐng)?zhí)?為201510183388. 8的專利文獻(xiàn)《一種微電網(wǎng)儲(chǔ)能調(diào)度方法》就提供了這樣的一種方案，儲(chǔ) 能裝置通過逆變器連接到交流大電網(wǎng)上，交流大電網(wǎng)連接微電網(wǎng)管理系統(tǒng)，微電網(wǎng)管理系 統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷以及各電源功率和容量情況，將其傳送到主網(wǎng)管理系統(tǒng)，主網(wǎng)管 理系統(tǒng)實(shí)時(shí)測量主網(wǎng)電壓和主網(wǎng)頻率，來實(shí)現(xiàn)對(duì)微電網(wǎng)儲(chǔ)能的調(diào)度。
[0004] 因此，亟需一種儲(chǔ)能調(diào)度優(yōu)化控制方法，來填補(bǔ)這一空缺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種基于能效云終端的分布式儲(chǔ)能調(diào)度優(yōu)化控制方法及系 統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中在儲(chǔ)能裝置作為獨(dú)立的儲(chǔ)能單元時(shí)，沒有對(duì)其進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化的問 題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：
[0007] -種分布式儲(chǔ)能調(diào)度優(yōu)化控制方法，包括如下步驟：
[0008] 步驟1 :采集電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓值和儲(chǔ)能裝置能量值兩個(gè)參數(shù)；
[0009] 步驟2 :根據(jù)模糊控制算法，計(jì)算得出功率輸出量，具體計(jì)算過程如下：
[0010] SOl :采用三角性隸屬度函數(shù)將節(jié)點(diǎn)電壓和能量值模糊化；
[0011] S02 :通過試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)置合適的規(guī)則庫；
[0012] S03 :利用最大最小法對(duì)規(guī)則進(jìn)行合成運(yùn)算，得到輸出參數(shù)的隸屬度；
[0013] S04 :根據(jù)重心法解模糊，計(jì)算得到輸出功率的值。
[0014] 步驟3 :利用步驟2中得出的結(jié)果控制儲(chǔ)能裝置和電網(wǎng)之間的功率流動(dòng)。
[0015] 進(jìn)一步的，所述步驟2中SOl中模糊化的結(jié)果是：輸入電壓量模糊化為5個(gè)模糊語 言變量：分別是"很低（VL) "、"低（L) "、"中等（M) "、"高（H) "、"很高（VH) "。輸入能量模糊 化為10個(gè)語言變量：分別是"很負(fù)高（VNH) "、"負(fù)高（NH) "、"負(fù)中（匪)"、"負(fù)低（NL) "、"很 負(fù)低（VNL) "、"很正低（VPL) "、"正低（PL) "、"正中（PM) "、"正高（PH) "、"很正高（VPH) "。輸 出功率被模糊化為12個(gè)語言變量：分別為"很負(fù)高（VNH) "、"負(fù)高（NH) "、"很負(fù)中（VNM) "、 "負(fù)中（NM) "、"負(fù)低（NL) "、"很負(fù)低（VNL) "、"很正低（VPL) "、"正低（PL) "、"正中（PM) "、"很 正中（VPM) "、"正高（PH) "、"很正高（VPH) "。
[0016] 進(jìn)一步的，所述步驟2中S02中的規(guī)則庫是：
[0018] 實(shí)施權(quán)利要求1所述分布式儲(chǔ)能調(diào)度優(yōu)化控制方法的控制系統(tǒng)，包括大電網(wǎng)，云 中心控制平臺(tái)，與大電網(wǎng)直接相連的儲(chǔ)能系統(tǒng)；所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括儲(chǔ)能裝置、雙向逆變器和 儲(chǔ)能控制器，雙向逆變器連接在大電網(wǎng)和儲(chǔ)能裝置之間；儲(chǔ)能控制器采集電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓信 號(hào)和儲(chǔ)能裝置能量值，并且向云中心控制平臺(tái)發(fā)送采集到的信號(hào)，并且向雙向逆變器發(fā)送 控制信號(hào)。
[0019] 進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)能裝置是蓄電池儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能或超導(dǎo)儲(chǔ)能。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0021] (1)本發(fā)明通過模糊控制算法對(duì)采集的節(jié)點(diǎn)電壓值和儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)能值進(jìn)行計(jì)算， 得到輸出功率的值作為雙向逆變器的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能裝置能量流動(dòng)的控制，針對(duì)分 布式電網(wǎng)隨機(jī)性和非線性較大的特點(diǎn)，能夠容易的控制分布式儲(chǔ)能裝置的充電和放電，提 高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)峰值負(fù)荷需求優(yōu)化管理。
[0022] (2)本發(fā)明提供的一種儲(chǔ)能調(diào)度優(yōu)化控制系統(tǒng)，能夠用于作為獨(dú)立儲(chǔ)能單元的控 制，同時(shí)通過在每個(gè)儲(chǔ)能裝置處設(shè)置的儲(chǔ)能控制器統(tǒng)一由云中心控制平臺(tái)控制，采集到的 信息均在云中心進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的運(yùn)行、計(jì)算、存儲(chǔ)，或者直接在儲(chǔ)能控制器中進(jìn)行計(jì)算，可 以大幅度減少硬件投資和軟件開銷。
【附圖說明】
[0023] 圖1是分布式儲(chǔ)能調(diào)度優(yōu)化控制系統(tǒng)整體架構(gòu)；
[0024] 圖2是儲(chǔ)能系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)圖；
[0025] 圖3是輸入輸出參數(shù)隸屬度函數(shù)圖；
[0026] 圖4是規(guī)則庫的說明圖；
[0027] 圖5是模糊計(jì)算的實(shí)例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0029] 分布式儲(chǔ)能調(diào)度優(yōu)化控制方法實(shí)施例
[0030] 本發(fā)明通過模糊控制算法對(duì)采集的節(jié)點(diǎn)電壓值和儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)能值進(jìn)行計(jì)算，得到 輸出功率的值作為雙向逆變器的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能裝置能量流動(dòng)的控制。具體的，對(duì)于 分布式儲(chǔ)能調(diào)度優(yōu)化控制方法包括如下步驟：
[0031] 步驟1 :采集電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓值和儲(chǔ)能裝置能量值兩個(gè)參數(shù)；
[0032] 步驟2 :根據(jù)模糊控制算法，計(jì)算得出功率輸出量；
[0033] 步驟3 :利用步驟2中得出的結(jié)果控制儲(chǔ)能裝置和電網(wǎng)之間的功率流動(dòng)。
[0034] 首先，儲(chǔ)能系統(tǒng)中的儲(chǔ)能控制器通過測量裝置及通信線路測量并接收控制參數(shù)， 具體的這兩個(gè)控制參數(shù)是儲(chǔ)能裝置的能量值和電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)電壓值，將這兩個(gè)參數(shù)值作為模 糊控制的輸入?yún)?shù)值。
[0035] 然后則根據(jù)模糊控制算法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得出儲(chǔ)能裝置的功率輸出量。具體計(jì)算 過程如下：
[0036] 選擇三角形隸屬度函數(shù)作為輸入和輸出隸屬度函數(shù)，將兩個(gè)參數(shù)值模糊化。把輸 入電壓量模糊化為5個(gè)模糊語言變量：分別是"很低（VL) "、"低（L) "、"中等（M) "、"高（H) "、 "很高（VH) "。輸入能量模糊化為10個(gè)語言變量：分別是"很負(fù)高（VNH) "、"負(fù)高（NH) "、"負(fù) 中（NM) "、"負(fù)低（NL) "、"很負(fù)低（VNL) "、"很正低（VPL) "、"正低（PL) "、"正中（PM) "、"正高 (PH) "、"很正高（VPH) "。輸出功率被模糊化為12個(gè)語言變量：分別為"很負(fù)高（VNH) "、"負(fù)高 (NH) "、"很負(fù)中（VNM) "、"負(fù)中（NM) "、"負(fù)低（NL) "、"很負(fù)低（VNL) "、"很正低（VPL) "、"正低 (PL) "、"正中（PM) "、"很正中（VPM) "、"正高（PH) "、"很正高（VPH) "。其中輸入電壓標(biāo)幺值 的模糊集論域?yàn)閇0. 8, I. 1]。輸入能量信號(hào)的模糊集論域?yàn)閇-1，1]，其中-1代表儲(chǔ)能裝置 充電時(shí)需要的最大電能，1代表儲(chǔ)能裝置可用于電網(wǎng)支撐的最大電能，這些能量值可根據(jù)不 同的儲(chǔ)能裝置的額定容量值和充放電要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。例如在放電模式下，為保證儲(chǔ)能