一种用于微电网群的多元复合储能容量配置方法

摘要

本发明涉及一种用于微电网群的多元复合储能容量配置方法，其步骤为：计算任意一段时间范围内子微网中风力发电和光伏发电的发电量和负荷数据；计算子微网中的风机发电输出功率；确定子微网中光伏发电输出功率；计算子微网中发电与负荷之间供需不平衡功率；计算子微网从时刻t_j开始离网运行至T₁-T₃时间所累计的不平衡能量；计算故障状态下子微网从t_j+T₁-T₃时刻开始继续稳定运行至时间T₃，需要储能备用的最小放电能量；计算需要储能提供的最小放电能量；计算储能吸收的最小充电能量；计算需要储能提供的最小容量；计算计算子微网中能量型储能最小的额定容量；计算各个子微网中负荷的最大功率需求；计算子微网中功率型储能的额定功率；根据各个子微网的储能容量配置，再对微网群的主储能容量进行配置。

主权项

一种用于微电网群的多元复合储能容量配置方法，其包括以下步骤：1)首先进行子微网储能容量的配置，确定微网群中各个子微网中风力发电和光伏发电的装机容量和接入的负荷大小和性质，并计算任意一段时间范围内子微网中风力发电和光伏发电的发电量和负荷数据；其中，装机容量需要根据具体的气象条件和安装条件确定，负荷大小和性质需要根据微网群的负荷类型确定；2)根据风机模型和气象数据计算子微网中的风机发电输出功率P_WG(t)；3)根据光伏模型和气象数据确定子微网中光伏发电输出功率P_PV(t)；4)计算一段时间范围内子微网中发电与负荷之间供需不平衡功率ΔPⁱ(t)；$\Delta P^i\left(t\right)=P_{\mathrm{DG}}^i\left(t\right)-P_{\mathrm{load}}^i\left(t\right),$式中，是第i号子微网的发电功率，是第i号子微网的负荷功率；5)根据步骤4)得到的不平衡功率ΔPⁱ(t)，计算子微网从时刻t_j开始离网运行至T₁‑T₃时间所累计的不平衡能量E₁：$E_1={\int }_{t_j}^{t_j+T_1-T_3}\Delta P^i\left(t\right)\mathrm{dt},$其中，T₁为子微网允许离网运行时间，T₃为故障状态下子微网期望运行时间；6)根据步骤4)，计算故障状态下子微网从t_j+T₁‑T₃时刻开始继续稳定运行至时间T₃，需要储能备用的最小放电能量E₂为：$E_2={\int }_{t_j+T_1-T_3}^{t_j+T_1}{P}_{\mathrm{load}}^i\left(t\right)\mathrm{dt};$7)根据不平衡能量E₁和最小放电能量E₂得到需要储能提供的最小放电能量E₃为：E₃＝|min(E₁+E₂)|；8)根据不平衡能量E₁和最小放电能量E₂得到储能吸收的最小充电能量E₄为：E₄＝max(E₁+E₂)；9)根据最小放电能量E₃和最小充电能量E₄得到需要储能提供的最小容量E₅为：$E_5=\max \{\frac{E_3}{{\eta }_{\mathrm{dis}}{\eta }_{\mathrm{inv}}},E_4{\eta }_{\mathrm{ch}}{\eta }_{\mathrm{inv}}\},$式中，η_dis为储能的放电效率；η_ch为充电效率；η_inv为变换器效率；10)根据最小容量E₅和能量型储能的荷电状态计算子微网中能量型储能最小的额定容量$E_{e\_\mathrm{rate}}^i=\frac{E_5}{{\mathrm{SOC}}_{e\_\max }^i-{\mathrm{SOC}}_{e\_\min }^i},$式中，是能量型储能的荷电状态的上限值，是能量型储能的荷电状态的下限值；11)计算一定时间范围内各个子微网中负荷的最大功率需求12)根据负荷的最大功率需求计算子微网中功率型储能的额定功率$P_{p\_\mathrm{rate}}^i=\frac{P_{\mathrm{load}}^i{\left(t\right)}_{\max }}{({\mathrm{SOC}}_{p\_\max }^i-{\mathrm{SOC}}_{p\_\min }^i){\eta }_{\mathrm{dis}}{\eta }_{\mathrm{inv}}},$式中，是功率型储能的荷电状态的上限值，是功率型储能的荷电状态的下限值；13)根据各个子微网的储能容量配置，再对微网群的主储能容量进行配置，以保证在主储能容量的配置过程中，仅考虑主储能的容量能够完全吸收所有子微网的富裕能量，实现微电网的多元复合储能容量配置。