微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調(diào)調(diào)頻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)頻技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調(diào)調(diào)頻 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今世界，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，科技大步伐前進(jìn)。然而粗放型的經(jīng)濟(jì)增長模式造成了環(huán) 境污染和能源危機(jī)，因此能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整成為必需，太陽能、風(fēng)能等環(huán)境友好型和可再生型 新能源正逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源而成為能源主體。新能源具有分布分散、間歇性強(qiáng)、波動性 大的特點(diǎn)，直接并入大電網(wǎng)勢必影響大電網(wǎng)的電能質(zhì)量和供電穩(wěn)定性，而新興的微電網(wǎng)技 術(shù)，被認(rèn)為能夠有效地解決新能源的利用問題。
[0003] 和大電網(wǎng)相比，微電網(wǎng)最大的特點(diǎn)就是容量小，因此供電穩(wěn)定性和電能質(zhì)量都相 對較差。為了維持微電網(wǎng)系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定，需要使用調(diào)頻設(shè)備來平衡微電網(wǎng)的功率。儲能 設(shè)備既能夠吸收功率，又能夠發(fā)出功率，因此非常適合用于微電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)頻。
[0004] 不同的儲能設(shè)備具有不同的特點(diǎn)，因此在用于微電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)頻時(shí)，不同儲能設(shè) 備的調(diào)頻性能也各不相同。
[0005] 相關(guān)技術(shù)中，要么僅僅采用了飛輪儲能裝置，不涉及混合儲能的調(diào)頻技術(shù)。要么僅 僅從系統(tǒng)角度給予了論述，并不涉及具體的混合儲能控制方法。要么僅僅設(shè)計(jì)兩種儲能方 式，因此情況比較簡單。然而，微電網(wǎng)中的儲能方式往往是多種多樣的，包括抽水蓄能、蓄電 池、飛輪儲能、超級電容、壓縮空氣儲能等，蓄電池又可包括鉛酸蓄電池、全釩液流電池、鈉 硫電池等，針對更為復(fù)雜的混合儲能設(shè)備則無法適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。
[0007] 為此，本發(fā)明的目的在于提出一種微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調(diào)調(diào)頻方法。該方法將不同 類型的儲能設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，運(yùn)用于微電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，進(jìn)行微電網(wǎng)的調(diào)頻工作，實(shí)現(xiàn)微電 網(wǎng)系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例公開了一種微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調(diào)調(diào)頻方法， 所述微電網(wǎng)包括分布式電源、電力電子變流器、交流負(fù)荷、直流負(fù)荷和混合儲能設(shè)備，所述 混合儲能設(shè)備至少包括第一類型儲能裝置、第二類型儲能裝置和第三類型儲能裝置，所述 方法包括以下步驟：根據(jù)所述微電網(wǎng)中交流母線的當(dāng)前電壓頻率和頻率參考值得到所述混 合儲能設(shè)備需要發(fā)出或吸收的總功率；利用預(yù)設(shè)的低通濾波器和高通濾波器對所述混合儲 能設(shè)備需要發(fā)出或吸收的總功率進(jìn)行分配，其中，由所述低通濾波器分配的第一功率由所 述第一類儲能裝置發(fā)出或吸收，由所述低通濾波器和所述高通濾波器分配之后剩余的第二 功率由所述第二類儲能裝置發(fā)出或吸收，由所述高通濾波器分配的第三功率由所述第三類 儲能裝置發(fā)出或吸收。
[0009] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調(diào)調(diào)頻方法還可以具有如下附 加的技術(shù)特征：
述T1為所述低通濾波器Gi的時(shí)間常數(shù)，所述T2為所述高通濾波器G2的時(shí)間常數(shù)。
[0011] 在一些示例中，所述第一類儲能裝置至所述第三類儲能裝置的能量密度依次減 小，所述第一類儲能裝置至所述第三類儲能裝置的響應(yīng)速度依次增大。
[0012] 在一些示例中，所述第一類儲能裝置為抽水蓄能電站、所述第二類儲能裝置為鉛 酸蓄電池、所述第三類儲能裝置為飛輪儲能設(shè)備。
[0013] 在一些示例中，還包括：調(diào)整所述低通濾波器G1的時(shí)間常數(shù)Ti和所述高通濾波器 G2的時(shí)間常數(shù)T2，以使所述第一類儲能裝置的荷電狀態(tài)、第二類儲能裝置的荷電狀態(tài)和所 述第三類儲能裝置的荷電狀態(tài)滿足預(yù)定條件。
[0014] 在一些示例中，調(diào)整后的所述低通濾波器G1的時(shí)間常數(shù)T/為IchpssI^abiT1，調(diào)整后 的所述高通濾波器G2的時(shí)間常數(shù)T2'為kUB2kFESST2;
[0015] 所述預(yù)定條件為：
[0016] SOChnin<S0CHPSS<S0CHnax,
[0017] SOCb 議<S0CLAB〈S0CB _，
[0018] SOCfnin<socFESS<socFnax；
[0019] 其中，kHPSS是由所述抽水蓄能電站的荷電狀態(tài)所決定的所述低通濾波器G1的時(shí)間 常數(shù)調(diào)整系數(shù)，所述kUBJPkUB2分別是由所述鉛酸蓄電池的荷電狀態(tài)所決定的所述低通濾 波器G1的時(shí)間常數(shù)調(diào)整系數(shù)和所述高通濾波器G2的時(shí)間常數(shù)調(diào)整系數(shù)，所述1^是由所述 飛輪儲能設(shè)備的荷電狀態(tài)所決定的高通濾波器G2的時(shí)間常數(shù)調(diào)整系數(shù)，所述SOCh_、SOCh _、SOCb_、SOCb_、SOCf_、SOCf_分別是所述抽水蓄能電站、所述鉛酸蓄電池和所述飛輪 儲能設(shè)備的荷電狀態(tài)的優(yōu)化區(qū)間的下限和上限，所述30(^^是所述抽水蓄能電站的荷電狀 態(tài)，所述SOCw^所述鉛酸蓄電池的荷電狀態(tài)，所述SOC_是所述飛輪儲能設(shè)備的荷電狀 O
[0020] 在一些示例中，還包括：根據(jù)所述抽水蓄能電站、所述鉛酸蓄電池和所述飛輪儲能 設(shè)備的荷電狀態(tài)的優(yōu)化區(qū)間的下限和上限分別將所述第一類儲能裝置至所述第三類儲能 裝置需要發(fā)出或吸收的功率調(diào)整為sHPSSAPrafl，SwBAPrafJPsFESSAPraf3，其中，所述Shpss， Sub 和Sfess分別是由所述抽水蓄能電站、所述鉛酸蓄電池和飛輪儲能設(shè)備的荷電狀態(tài)所決定的 功率調(diào)整系數(shù)。
[0021] 在一些示例中，當(dāng)所述混合儲能設(shè)備處于放電模式時(shí)，所述低通濾波器G1的時(shí)間 常數(shù)T1和所述高通濾波器G2的時(shí)間常數(shù)T2的調(diào)整規(guī)則通過查詢放電模式下時(shí)間常數(shù)調(diào)整 規(guī)則表得到；當(dāng)所述混合儲能設(shè)備處于充電模式時(shí)，所述低通濾波器G1的時(shí)間常數(shù)Ti和所 述高通濾波器G2的時(shí)間常數(shù)T2的調(diào)整規(guī)則通過查詢充電模式下時(shí)間常數(shù)調(diào)整規(guī)則表得到。
[0022]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調(diào)調(diào)頻方法，將多個(gè)不同類型的儲能方式 統(tǒng)一起來，用于微電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)頻。根據(jù)不同儲能方式的響應(yīng)速度，對調(diào)頻所需功率進(jìn)行了 分配，由各個(gè)儲能設(shè)備協(xié)調(diào)完成微電網(wǎng)功率的平衡。并且結(jié)合各儲能設(shè)備的能量狀態(tài)，實(shí)現(xiàn) 了自適應(yīng)的功率分配方法。該方法提高了微電網(wǎng)中儲能設(shè)備的調(diào)頻性能，提高了微電網(wǎng)供 電的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性。
[0023] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0024] 本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中，
[0025] 圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調(diào)調(diào)頻方法的流程圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微電網(wǎng)的示意圖；
[0027] 圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調(diào)調(diào)頻方法中混合儲能設(shè)備調(diào)頻 的控制原理圖；以及
[0028] 圖4為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調(diào)調(diào)頻方法中對濾波器的時(shí)間 常數(shù)調(diào)整規(guī)則的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同 或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描 述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0030] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中心"、"縱向"、"橫向"、"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底"、"內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為基于 附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所 指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā) 明的限制。此外，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要 性。
[0031] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相 連"、"連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可 以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是 兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語 在本發(fā)明中的具體含義。
[0032] 下面結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調(diào)調(diào)頻方法。
[0033] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調(diào)調(diào)頻方法的流程圖。
[0034] 在描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微電網(wǎng)混合儲能協(xié)調(diào)調(diào)頻方法之前，首先對本發(fā)明實(shí) 施例的微電網(wǎng)的組成進(jìn)行說明。如圖2所示，為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微電網(wǎng)的示意圖。微電 網(wǎng)包括分布式電源1、電力電