一種含多類儲能的并網型風光儲微電網的能量管理方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于微電網能量管理技術領域，尤其是一種含多類儲能的并網型風光儲微 電網的能量管理方法。
【背景技術】
[0002] 為了緩解能源危機，構建可持續能源系統，同時滿足用戶對電力的多樣性需求，可 再生能源分布式發電及微型電網系統越來越受到重視。微電網可W促進可再生能源的分布 式發電的并網運行，提高可再生能源的利用。可再生能源的利用、節能和環保是我國長期科 技發展計劃的重要研究領域。微電網是一種新的分布式能源組織方式和結構，通過將地域 相近的一組微電源、儲能裝置與負荷結合起來進行協調控制，微電網對大電網表現為"電網 友好型"的單個可控集合，可與大電網進行能量的交換。
[0003] 在正常情況下，微電網并網運行，由大電網提供剛性的電壓和頻率支撐，微電網的 微電源工作在電壓源或電流源狀態，在能量管理系統控制下，調整各自的功率輸出。微電 網和大電網共同承擔內部負荷。微電網能量管理系統應預先確定其分布式微電源的功率 輸出值，合理分配設定值給各個微電源。并監控公共連接點（pointofcommoncoupling, PCC)的電量參數，當出現微電網無功功率不平衡時，并確定無功補償量，分配該個值于儲能 裝置，使儲能裝置發無功功率，維持系統無功功率平衡和電壓穩定。并根據并網運行模式下 微電源協調控制策略投切微電源。
[0004] 經濟運行是微電網系統追求的一個重要目標。在微電網系統中，由于分布式發電 單元及儲能裝置的種類繁多，而且每種分布式能源和儲能裝置的特性又各不相同，必須要 建立新的能量管理優化模型才能適應微電網經濟運行的要求；同時，在W可再生能源為主 的微電網系統中，還需要考慮可再生能源利用率最大化等運行優化策略，W確保微電網高 效、經濟地運行。國內外許多學者提出了多種能量管理方法，常用的有；1、根據系統電氣參 數和分布式電源種類進行目標優化；2、根據經濟性原理和系統建設成本進行管理；3、對分 布式電源、負荷、儲能裝置進行優先調度權分級，根據分級進行能量管理。但一天內的電價 信息和負荷情況都會發生變化，一般方法沒有對該種電價信息和負荷情況進行深入分析和 詳細規劃，因此難W做到一天之內的最優能量管理。
[0005] 經對現有技術文獻的檢索發現，含分布式發電的微電網能量管理多目標優化(王 新剛，艾芋，徐偉華，韓鵬.含分布式發電的微電網能量管理多目標優化[J].電力系統 保護與控制，2009, 10:79-83.)針對分布式電源的運行特性，將不同類型的電源區別對待， 進行多目標優化，W達到整個微電網的最優化運行；可靠性與經濟性相協調的微電網能 量優化(言大偉，韋鋼，胡吟，張蠢.可靠性與經濟性相協調的微電網能量優化[J].電力 系統自動化，2012, 04:18-23.)提出一種可靠性與經濟性相協調的微電網能量優化方法， 權衡停電損失和投資運行費用，得到微電網等年值費用最小時各類微電源的最佳運行容 量和供電策略；微電網能量管理系統功能結構體系研究與設計(牛煥娜，黃秀瓊，楊仁剛， 唐云峰，馮小明，楊明瞧.微電網能量管理系統功能結構體系研究與設計[J].可再生能 源，2013, 06:47-51.)根據微電網系統內各類型分布式電源享受的優先調度權分級、負荷分 級W及主網系統電價類型的不同選擇，不同的能量調度策略，確定相應的優化調度模型，采 用有效的算法求解未來不同調度周期的最優運行計劃，包括對微電網內可調度型單元的日 前出力計劃、儲能裝置日前調度計劃和實時調度計劃。W上的方法和技術都沒有根據電價 信息進行深入分析和詳細規劃，只在分布式電源、負荷、儲能裝置等結構上W及經濟性方面 進行分析，沒有對一天之內的微電網運行情況進行深入分析和提出詳細的能量管理方案。
[0006] 針對W上不足，本發明綜合考慮一天內分布式電源、負荷、儲能裝置和電價信息的 變化情況，根據電價信息進行分段，對不同的分段實行不同的能量管理策略，實現在不同分 段下微電網的能量管理。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是為了解決上述現有技術中存在的不足之處，提供一種含多類儲能 的并網型風光儲微電網的能量管理方法。
[0008] -種含多類儲能的并網型風光儲微電網的能量管理方法，其包括如下步驟： (1) 根據電價信息將24小時劃分為高電價段、平電價段W及谷電價段；并設定微電網 中央控制器的能量管理實時調度周期； (2) 在微電網的實時調度運行過程中，實時監測風力發電、光伏發電、液流電池儲能裝 置、裡電池儲能裝置的出力，并監測儲能裝置的荷電狀態（Stateofcharge,S0C)值；根據 當前時刻所處的電價段對于微電網的運行進行實時調度； (3) 考慮到實時電價信息；在高電價段的能量管理策略，優先利用風力發電或光伏發電 形式給負荷供電，若有多余功率則儲存在儲能裝置中，若功率不足則利用儲能裝置向微電 網放電，若儲能裝置放電功率不足，則通過向大電網購電，W滿足微電網運行的需要；在平 電價段的能量管理策略，優先利用風力發電或光伏發電形式給負荷供電，判斷下一時段是 谷電價段或高電價段，下一時段若為谷電價段，則微電網平電價段的能量管理采用高電價 段的能量管理策略，下一時段若為高電價段，則微電網平電價段的能量管理仍采用高電價 段的能量管理策略，并對液流電池儲能裝置和裡電池儲能裝置進行充電，保證兩個裝置的 S0C處于正常值；在谷電價段的能量管理策略，通過向大電網購電滿足負荷用電，并通過大 電網購電對儲能裝置進行充電。
[0009] 進一步地，微電網在高電價段的能量管理調度策略包括如下步驟： (a) 檢測微電網的凈負荷，若是微電網的凈負荷大于0,則優先利用液流電池儲能裝置 放電，W滿足微電網的凈負荷需求，若是液流電池儲能裝置的放電功率不能滿足運行要求， 則通過裡電池儲能裝置放電滿足微電網的凈負荷需求，若是裡電池儲能裝置的放電功率不 能滿足運行要求，則通過向大電網購電來滿足微電網的凈負荷需求； (b) 若微電網的凈負荷小于0,則優先利用液流電池儲能裝置充電，檢測液流電池儲能 裝置功率是否滿足微電網的凈負荷需求，若滿足，則根據凈負荷確定液流電池儲能裝置充 電功率并充電，若不滿足，液流電池儲能裝置W最大充電功率進行充電，微電網中央控制器 計算剩余的凈負荷需求，判斷裡電池儲能裝置的充電功率是否滿足剩余的凈負荷需求，若 滿足，則根據剩余的凈負荷需求確定裡電池儲能裝置的充電功率并充電，若不滿足，裡電池 儲能裝置W最大充電功率進行充電，微電網中央控制器判斷光伏發電是否有出力，若是，貝U 對光伏發電進行限功率運行。
[0010] 進一步地，微電網在谷電價段的能量管理策略，由于本微電網中可再生能源主要 是光伏發電，而大電網的谷電價段處于24小時內的午夜到凌晨時段，此時光伏發電沒有出 力，風力發電出力較小，因此在谷電價段微電網中可再生能源幾乎沒有出力，主要是充分利 用大電網的電能充分滿足負荷用電的同時，恢復液流電池儲能裝置和裡電池儲能裝置的 S0C到正常值。
[0011] 進一步地，微電網在平電價段的能量管理策略包括如下步驟： (1) 若該平電價段的下一時段是微電網的谷電價段，則微電網的能量管理采用高電價 段的能量管理策略，W降低微電網從大電網中的購電成本； (2) 若該平電價段的下一時段是微電網的高電價段，仍采用微電網在高電價段的能量 管理策略，若微電網有多余功率則儲存在液流電池儲能裝置和裡電池儲能裝置中，若微電 網功率不足則利用大電網電能對液流電池儲能裝置和裡電池儲能裝置進行充電，需要保證 微電網中液流電池儲能裝置和裡電池儲能裝置的S0C處于正常值。
[0012] 與現有技術相比，本發明具有W下效果：提供一種含多類儲能的并網型風光儲微 電網的能量管理方法，綜合考慮一天內分布式電源、負荷、儲能裝置和電價信息的變化情 況，根據電價信息進行分段，對不同的分段實行不同的能量管理策略，實現在不同分段下微 電網的能量優化管理。
【附圖說明】
[0013] 圖1是一種含多類儲能的并網型風光儲微電網的能量管理策略框圖； 圖2是高電價段的能量管理策略； 圖3是谷電價段的能量管理策略； 圖4是平電價段的能量管理策略； 圖5是微電網并網運行能量管理仿真波形圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步詳細的說明，但本發明的實施方式和 不限于此。
[0015] 一種含多類儲能的并網型風光儲微電網的能量管理策略如圖1所示。W下僅僅作 為上述技術方案的一種實例。
[001引第一步：將一天內的電價劃分為高電價段、平電價段W及谷電價段；并設定微電 網中央控制器的能量管理實時調度周期；在微電網的實時調度運行過程中，實時監測風力 發電、光伏發電和液流電池儲能裝置、裡電池儲能裝置的出力，并監測儲能裝置的S0C值； 根據當前電價信息，判斷目前所處階段，若為高電價段，則直接執行第二步高電價段的能量 管理策略；若為谷電價段，則直接執行第S步谷電價段的能量管理策略；若為平電價段，貝U 直接執行第四步平電價段的能量管理策略； 第二步：高電價段的能量管理策略如圖2所示，先檢測微電網的凈負荷； (a)若微電網的凈負荷大于0,則優先利用液流電池儲能裝置進行放電，檢測液流電池 儲能裝置輸出功率是否滿足微電網運行的需求，若滿足，則液流電池儲能裝置根據凈負荷 確定放電功率，若不滿足，液流電池儲能裝置w最大放電功率進行放電，微電網中央控制器 計算剩余的凈負荷需求，判斷裡電池儲能裝置的放電功率是否滿足剩余的凈負荷需求，若 滿足，則根據剩余的凈負荷需求確定裡電池儲能裝置的放電功率并放電，若不滿足，裡電池 儲能裝置W最大放電功率進行放電，并通過向大電網購電來滿足剩余的凈負荷需求； (b)若微電網的凈負荷小于0,則優先利用液流電池儲能裝置充電，檢測液流電池儲能 裝置功率是否滿足微電網的凈負荷需求，若滿足，則根據凈負荷確定液流電池儲能裝置充 電功率并充電，若不滿足，液流電池儲能裝置