利用分布式蓄電池儲能站平衡微網(wǎng)失配功率的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用分布式蓄電池儲能站平衡微網(wǎng)失配功率的控制方法，該方法采用微網(wǎng)側(cè)的能量管理系統(tǒng)作為優(yōu)化計算中的協(xié)調(diào)器，為各個分布式鉛酸電池儲能站側(cè)的子控制器提供協(xié)調(diào)信息，子控制器根據(jù)這些協(xié)調(diào)信息優(yōu)化自身的輸出功率，并將輸出功率反饋回協(xié)調(diào)器；并進行迭代計算得到各個分布式儲能電站優(yōu)化輸出功率，平衡微電網(wǎng)未來一段時間的功率失配量。該發(fā)明具有分布式控制的優(yōu)點，適應(yīng)微網(wǎng)儲能站的物理分布特性，又有較高的效率，可以順利求解目前已有技術(shù)難以解決的大規(guī)模問題。
【專利說明】利用分布式蓄電池儲能站平衡微網(wǎng)失配功率的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鉛酸蓄電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及利用分布式鉛酸電池儲能站平衡微網(wǎng)失配功率的分布式控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微網(wǎng)處于孤網(wǎng)運行時，如果間歇性的分布式發(fā)電和剛性的用電功率不平衡，將出現(xiàn)失配功率(定義為發(fā)電功率減去用電功率)。由于微網(wǎng)本身慣性較小，失配功率將更加顯著地影響電壓和頻率穩(wěn)定，甚至造成電網(wǎng)崩潰。在傳統(tǒng)控制方案中，棄掉部分分布式發(fā)電或者切掉部分負荷能幾乎是解決這一問題的唯一手段，但是卻損失了用戶和發(fā)電商的利益。在含有分布式儲能電站的智能微電網(wǎng)中，為解決這一問題，可以利用分布式鉛酸電池儲能站能夠快速地發(fā)出或者吸收功率的特點，用儲能站的輸出功率和電網(wǎng)的失配功率相平衡，從而起到穩(wěn)定微網(wǎng)運行的作用。對于分布式鉛酸儲能電站，更適合采用分布式控制而不是原有的集中控制方法，以減少計算和通信難題。對此，本發(fā)明提出了一種利用分布式鉛酸電池儲能站平衡微網(wǎng)失配功率的分布式控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明提供了提出一種利用分布式鉛酸電池儲能站平衡微網(wǎng)失配功率的分布式控制方法。采用本方法，各個儲能站側(cè)的子控制器可以采用并行計算的模式，子控制器和上級的協(xié)調(diào)器可以采用并行通信適應(yīng)分布式鉛酸電池儲能站的物理分布特性，又有較高的效率，也避免了原有電網(wǎng)控制方案帶來的切負荷或者切發(fā)電的問題。
[0004]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種利用分布式蓄電池儲能站平衡微網(wǎng)失配功率的控制方法，采用微網(wǎng)側(cè)的能量管理系統(tǒng)作為優(yōu)化計算的協(xié)調(diào)器，為各個分布式鉛酸蓄電池蓄能站側(cè)的子控制器提供協(xié)調(diào)信息；子控制器根據(jù)該協(xié)調(diào)信息優(yōu)化自身的輸出功率，并將輸出功率信息反饋回協(xié)調(diào)器；重復(fù)上述步驟進行迭代計算，最后得到各個鉛酸蓄電池儲能站的最優(yōu)輸出功率，用以平衡微網(wǎng)的失配功率；
[0005]其中，所述迭代計算中，首先由各儲能裝置初始化未來一段時間內(nèi)的輸出功率，將之上報給協(xié)調(diào)器，作為迭代的開始步驟；每一步迭代，協(xié)調(diào)器根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)未來一段時間分布式發(fā)電和用電的預(yù)測功率計算未來一段時間的失配量，再結(jié)合各個分布式儲能電站上報的輸出功率，計算控制所需要的協(xié)調(diào)信息，并將之下發(fā)給各個儲能站；各個儲能站再根據(jù)電網(wǎng)下發(fā)的協(xié)調(diào)信息，修正未來一段時間的輸出功率，并將修正值上報給協(xié)調(diào)器；等迭代收斂，得到各個分布式儲能電站優(yōu)化輸出功率，以平衡微電網(wǎng)未來一段時間的功率失配量。
[0006]作為優(yōu)選，所述通過迭代計算最終得到鉛酸蓄電池儲能站最優(yōu)輸出功率的具體步驟如下:
[0007]步驟1:置迭代次數(shù)m=0，各子控制器初始化儲能站的未來一段時間的輸出功率曲線甿,并將P,。上傳協(xié)調(diào)器，令迭代次數(shù)m=l ；[0008]步驟2:進行第m次迭代，協(xié)調(diào)器根據(jù)未來一段時間分布式發(fā)電和負荷用電的預(yù)測值得到失配量D ;所述失配兩D為發(fā)電功率減去用電功率，其由k=0到T-1時刻的D(k)所組成；其中，D(k)表示失配量在第k時段的值；
[0009]接著，協(xié)調(diào)器計算對第i個分布式儲能電站的協(xié)調(diào)信息，該協(xié)調(diào)信息如公式(I)所示:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種利用分布式蓄電池儲能站平衡微網(wǎng)失配功率的控制方法，其特征在于:采用微網(wǎng)側(cè)的能量管理系統(tǒng)作為優(yōu)化計算的協(xié)調(diào)器，為各個分布式鉛酸蓄電池蓄能站側(cè)的子控制器提供協(xié)調(diào)信息；子控制器根據(jù)該協(xié)調(diào)信息優(yōu)化自身的輸出功率，并將輸出功率信息反饋回協(xié)調(diào)器；重復(fù)上述步驟進行迭代計算，最后得到各個鉛酸蓄電池儲能站的最優(yōu)輸出功率，用以平衡微網(wǎng)的失配功率； 其中，所述迭代計算中，首先由各儲能裝置初始化未來一段時間內(nèi)的輸出功率，將之上報給協(xié)調(diào)器，作為迭代的開始步驟；每一步迭代，協(xié)調(diào)器根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)未來一段時間分布式發(fā)電和用電的預(yù)測功率計算未來一段時間的失配量，再結(jié)合各個分布式儲能電站上報的輸出功率，計算控制所需要的協(xié)調(diào)信息，并將之下發(fā)給各個儲能站；各個儲能站再根據(jù)電網(wǎng)下發(fā)的協(xié)調(diào)信息，修正未來一段時間的輸出功率，并將修正值上報給協(xié)調(diào)器；等迭代收斂，得到各個分布式儲能電站優(yōu)化輸出功率，以平衡微電網(wǎng)未來一段時間的功率失配量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用分布式蓄電池儲能站平衡微網(wǎng)失配功率的控制方法，其特征在于:所述通過迭代計算最終得到鉛酸蓄電池儲能站最優(yōu)輸出功率的具體步驟如下: 步驟1:置迭代次數(shù)m=0，各子控制器初始化儲能站的未來一段時間的輸出功率曲線P10，并將P,0上傳協(xié)調(diào) 器，令迭代次數(shù)m=l ； 步驟2:進行第m次迭代，協(xié)調(diào)器根據(jù)未來一段時間分布式發(fā)電和負荷用電的預(yù)測值得到失配量D ;所述失配兩D為發(fā)電功率減去用電功率，其由k=0到T-1時刻的D(k)所組成；其中，D(k)表示失配量在第k時段的值； 接著，協(xié)調(diào)器計算對第i個分布式儲能電站的協(xié)調(diào)信息，該協(xié)調(diào)信息如公式(I)所示: Δ廣1 = a(￡lf -1 -D) + C'iP；-1)( I ) 式中，P 1是第m-Ι次迭代后第i個分布式儲能站上報的輸出功率，由k=0到T-1的Pr (/)所組成，而不―1(幻表示輸出功率功率曲線在第k時段的值；a是常系數(shù)，C表示第i個分布式儲能站的運行成本函數(shù)，c'表示成本函數(shù)的導(dǎo)數(shù)；然后將該協(xié)調(diào)信息下發(fā)各鉛酸蓄電池儲能站側(cè)的子控制器； 步驟3:子控制器i接收協(xié)調(diào)信IΔ 1,通過式(2)獲得最優(yōu)解P pri0^^
E:H(k + 1) = ￡；'(k) + P；'(k)M k:O,...S-1 (a)
E,(k)<F:'n(k)<F:,(k)k = 1，“.，Γ —I (Λ) Ii(kX(k)爾k)A-= (),....7^ I (c)(2 ) 式中，r (0)，:K，Pr(T-1)為優(yōu)化變量，其余變量均為已知參數(shù):ΔΓ丨(0)，K, ΔΓ'(Γ-Ι)^協(xié)調(diào)信息Δ廣1在O到T-1時段的分量，表示第k時段的儲能站的儲能值；S湘i表示對應(yīng)物理量的下限和上限；At表示優(yōu)化時的時間步長；T是優(yōu)化所設(shè)計的時間段個數(shù)，如總接入時間是8小時，時間步長At是I小時，那么接入充電時間段個數(shù)Τ=8 ;其中(a)表示儲能站輸出功率和儲能值的關(guān)系，(b)表示儲能站儲能值的范圍約束，(C)表示儲能站輸出功率約束；最后將最優(yōu)解Pfi反饋發(fā)回協(xié)調(diào)器；步驟4:協(xié)調(diào)器得到反饋信息后進行判斷:如果兩次迭代中每個儲能站的P和￡夠接近，迭代收斂，進入步驟5 ;否則令m=m+l，返回步驟2 ;步驟5:迭代收斂后，各儲.能站的Pi就是能夠平衡微網(wǎng)內(nèi)不平衡功率的最優(yōu)輸出功率。
【文檔編號】H02J3/32GK103427432SQ201310348271
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】李正爍, 袁朝勇, 嚴學(xué)慶, 趙榮興 申請人:江蘇歐力特能源科技有限公司