一種獨(dú)立微電網(wǎng)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種獨(dú)立微電網(wǎng)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu) 化配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微電網(wǎng)中應(yīng)用儲(chǔ)能設(shè)備時(shí)的重難點(diǎn)在于不同應(yīng)用場(chǎng)景下儲(chǔ)能容量的確定。在微電 網(wǎng)應(yīng)用儲(chǔ)能設(shè)備時(shí)，如果不能針對(duì)需求科學(xué)確定儲(chǔ)能容量，一方面可能因?yàn)閮?chǔ)能容量過小 而無(wú)法滿足預(yù)期要求，另一方面可能因?yàn)閮?chǔ)能容量過大而導(dǎo)致資金不必要的大量浪費(fèi)，因 此儲(chǔ)能容量的合理配置具有十分重要的意義。在微電網(wǎng)中配置儲(chǔ)能設(shè)備時(shí)，如果沒有綜合 考慮儲(chǔ)能設(shè)備的各種自身約束，將導(dǎo)致儲(chǔ)能設(shè)備的壽命受到很大影響，甚至進(jìn)而影響整個(gè) 系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0003] 目前常用的儲(chǔ)能容量配置方法重要有：（1)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的最大功 率缺額配置儲(chǔ)能容量，但是這種方法的弊端在于將使得所配置的儲(chǔ)能容量大于實(shí)際需求， 造成浪費(fèi)；（2)根據(jù)各種穩(wěn)定控制策略確定所需要的儲(chǔ)能容量，但是這種方法會(huì)因?yàn)槿狈?對(duì)于儲(chǔ)能設(shè)備本身約束的總體考慮而有失準(zhǔn)確性科學(xué)性。
[0004] 微電網(wǎng)中新能源輸出功率受氣候的影響很大，易出現(xiàn)波動(dòng)從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn) 行，因此需要在綜合考慮儲(chǔ)能設(shè)備各種約束條件的基礎(chǔ)上針對(duì)功率缺額確定一個(gè)合理的儲(chǔ) 能容量，以滿足微網(wǎng)的運(yùn)行要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種獨(dú)立微電網(wǎng)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng) 容量?jī)?yōu)化配置方法。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種獨(dú)立微電網(wǎng)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置方 法，其特征在于，包括以下步驟：
[0007] 步驟1 :確定微電網(wǎng)中風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的裝機(jī)容量以及接入微電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù) 荷大小，輸入計(jì)算所用的各項(xiàng)資源數(shù)據(jù)；
[0008] 步驟2 :根據(jù)微電網(wǎng)實(shí)際情況確定有無(wú)作后備電源的柴油發(fā)電機(jī)以及柴油發(fā)電的 容量大?。?br>[0009] 步驟3 :確定選用蓄電池的相關(guān)約束條件及各項(xiàng)數(shù)據(jù)以及對(duì)于微電網(wǎng)缺電率的指 標(biāo)制定；
[0010] 步驟4:根據(jù)預(yù)測(cè)或往年實(shí)測(cè)的風(fēng)速、光照強(qiáng)度、溫度、負(fù)荷功率數(shù)據(jù)，計(jì)算風(fēng)力發(fā) 電和光伏發(fā)電的有功出力，以及新能源有功出力與負(fù)荷有功需求之間的功率缺額詳細(xì)資源 數(shù)據(jù)，計(jì)算風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的總功率及同一時(shí)段負(fù)荷功率需求，得到功率差額；
[0011] 步驟5 :根據(jù)每個(gè)時(shí)段的功率差額計(jì)算所需的儲(chǔ)能容量，并得到每個(gè)時(shí)段可能產(chǎn) 生的蓄電池?zé)o法補(bǔ)償?shù)墓β嗜鳖~；
[0012] 步驟6 :計(jì)算微電網(wǎng)所要求時(shí)段內(nèi)總的缺電率，得到能夠滿足要求的蓄電池總?cè)?量。
[0013] 作為優(yōu)選，步驟3中所述的蓄電池的相關(guān)約束條件包括荷電狀態(tài)SOC約束、充放電 電流約束、充放電電壓約束、系統(tǒng)供電可靠性約束。
[0014] 作為優(yōu)選，所述的荷電狀態(tài)SOC反映當(dāng)前蓄電池的剩余容量，其計(jì)算公式為：
[0015]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種獨(dú)立微電網(wǎng)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置方法，其特征在于，包括w下步驟： 步驟1;確定微電網(wǎng)中風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的裝機(jī)容量W及接入微電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷大 小，輸入計(jì)算所用的各項(xiàng)資源數(shù)據(jù)； 步驟2 ;根據(jù)微電網(wǎng)實(shí)際情況確定有無(wú)作后備電源的柴油發(fā)電機(jī)W及柴油發(fā)電的容量 大小； 步驟3 ;確定選用蓄電池的相關(guān)約束條件及各項(xiàng)數(shù)據(jù)W及對(duì)于微電網(wǎng)缺電率的指標(biāo)制 定； 步驟4;根據(jù)預(yù)測(cè)或往年實(shí)測(cè)的風(fēng)速、光照強(qiáng)度、溫度、負(fù)荷功率數(shù)據(jù)，計(jì)算風(fēng)力發(fā)電和 光伏發(fā)電的有功出力，W及新能源有功出力與負(fù)荷有功需求之間的功率缺額詳細(xì)資源數(shù) 據(jù)，計(jì)算風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的總功率及同一時(shí)段負(fù)荷功率需求，得到功率差額； 步驟5 ;根據(jù)每個(gè)時(shí)段的功率差額計(jì)算所需的儲(chǔ)能容量，并得到每個(gè)時(shí)段可能產(chǎn)生的 蓄電池?zé)o法補(bǔ)償?shù)墓β嗜鳖~； 步驟6;計(jì)算微電網(wǎng)所要求時(shí)段內(nèi)總的缺電率，得到能夠滿足要求的蓄電池總?cè)萘俊?br>2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)立微電網(wǎng)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置方法，其特征在 于；步驟3中所述的蓄電池的相關(guān)約束條件包括荷電狀態(tài)SOC約束、充放電電流約束、充放 電電壓約束、系統(tǒng)供電可靠性約束。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的獨(dú)立微電網(wǎng)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置方法，其特征在 于：所述的荷電狀態(tài)SOC反映當(dāng)前蓄電池的剩余容量，其計(jì)算公式為：
, 其中Qi表示已放出的電量，Q表示基準(zhǔn)容量、也稱為W恒定電流滿充狀態(tài)下的電量；而 放出的電量Qi用電流與時(shí)間的積分來(lái)表示： Qi= /idt; 易知放電電流為正，充電電流為負(fù)； 荷電狀態(tài)SOC能夠反應(yīng)蓄電池的充放電深度，為保證蓄電池的正常運(yùn)行并延長(zhǎng)其使用 壽命，需對(duì)荷電狀態(tài)SOC的范圍進(jìn)行限制； SOCm化《SOC《SOCmax; 其中，SOCmi濟(jì)SOCmax分別為蓄電池荷電狀態(tài)的最小值和最大值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的獨(dú)立微電網(wǎng)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置方法，其特征在 于；所述的充放電電流I約束條件為： I《U 根據(jù)不同種類的蓄電池，設(shè)定相應(yīng)的最大電流Imay。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的獨(dú)立微電網(wǎng)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置方法，其特征在 于；所述的充放電電壓U約束條件為： UsT0P《U《UFULL 式中UsTw為放電終止電壓，U皿巧滿充電壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的獨(dú)立微電網(wǎng)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置方法，其特 征在于：所述的系統(tǒng)供電可靠性約束條件用負(fù)荷缺電率LPSPQossofpowersupply prob油ility)該一指標(biāo)進(jìn)行衡量；LPSP的定義式為；
式中化也）是ti時(shí)刻的微電網(wǎng)負(fù)荷功率；是ti時(shí)刻風(fēng)電系統(tǒng)的輸出有功功率；PpY(ti)是ti時(shí)刻光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出有功功率；Pb(ti)是ti時(shí)刻的蓄電池有功功率；N是 計(jì)算過程中選取的采樣區(qū)間點(diǎn)數(shù)，一般W年為單位。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種獨(dú)立微電網(wǎng)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置方法，首先確定微電網(wǎng)中風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的裝機(jī)容量以及接入微電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷大小，輸入計(jì)算所用的各項(xiàng)資源數(shù)據(jù)；根據(jù)微電網(wǎng)實(shí)際情況確定有無(wú)作后備電源的柴油發(fā)電機(jī)以及柴油發(fā)電的容量大??；確定選用儲(chǔ)能蓄電池的相關(guān)約束條件及各項(xiàng)數(shù)據(jù)以及對(duì)于微電網(wǎng)負(fù)荷供電缺電率的指標(biāo)制定；根據(jù)詳細(xì)資源數(shù)據(jù)計(jì)算風(fēng)、光發(fā)出的總功率及同一時(shí)段負(fù)荷功率需求，得到功率差額；根據(jù)每個(gè)時(shí)段的功率差額計(jì)算所需的儲(chǔ)能容量，并得到每個(gè)時(shí)段可能產(chǎn)生的蓄電池?zé)o法補(bǔ)償?shù)墓β嗜鳖~；計(jì)算系統(tǒng)所要求時(shí)段內(nèi)總的缺電率，得到能夠滿足要求的蓄電池總?cè)萘?。本發(fā)明得到一個(gè)可以滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求的合理儲(chǔ)能容量。
【IPC分類】G06Q10-04, G06Q50-06, H02J3-32
【公開號(hào)】CN104795833
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510232344
【發(fā)明人】鄧長(zhǎng)虹, 潘華, 吳之奎, 易琪鈞
【申請(qǐng)人】武漢大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日