一种多元储能的微电网并网协调控制方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多元储能的微电网并网协调控制方法及其系统，方法如下：储能管理站接收微电网能量管理系统的控制指令和超级电容储能模块及磷酸铁锂电池储能模块的状态反馈指令控制第一储能变流器及第二储能变流器，控制所述超级电容和磷酸铁锂电池工作在以下任意一种工作状态：工作状态一：多元储能系统采用平滑功率波动的工作状态；工作状态二：多元储能系统采用跟踪调度出力的工作状态；工作状态三：多元储能系统采用削峰填谷的工作状态。本发明专利技术提高了微电网运行的可靠性，保证风力发电系统、光伏发电系统接入大电网系统的安全稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种多元储能的微电网并网协调控制方法及其系统
本专利技术涉及一种多元储能的微电网并网协调控制方法及其系统，属于微电网并网运行

技术介绍
微电网的提出为解决大规模新能源接入电网提供了的合理的方向。一个典型的微电网由分布式发电单元、储能系统及负荷组成，并由微电网能量管理系统对微电网运行模式进行控制，由储能管理站对储能系统的工作状态进行控制。目前的微电网储能系统多采用蓄电池储能形式，不同时间尺度下的功率变化、负荷波动、微电网运行模式以及储能系统工作状态不同极易引起电池的过充过放、使用寿命下降等问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种多元储能的微电网并网协调控制方法及其系统，提高了微电网运行的可靠性，保证风力发电系统、光伏发电系统接入大电网系统的安全稳定性，满足了微电网在并网模式下对多元储能系统不同工作状态的需求。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：本专利技术的一种多元储能微电网并网运行模式协调控制方法，包括以下方法：储能管理站接收微电网能量管理系统的控制指令和超级电容储能模块及磷酸铁锂电池储能模块的状态反馈指令控制第一储能变流器及第二储能变流器，控制所述超级电容和磷酸铁锂电池工作在以下任意一种工作状态：工作状态一：多元储能系统采用平滑功率波动的工作状态；工作状态二：多元储能系统采用跟踪调度出力的工作状态；工作状态三：多元储能系统采用削峰填谷的工作状态。上述多元储能系统采用平滑功率波动状态，具体包括如下步骤：步骤1.1、由所述微电网能量管理系统监测分布式发电单元的实际功率输出信号Ptotal，经由功率控制器的第一低通滤波器后得到所述分布式发电单元的参考输出功率Ptotal_ref，将分布式发电单元的实际功率Ptotal减去参考输出功率Ptotal_ref得到多元储能系统的输出功率参考值PHESS；步骤1.2、由所述储能管理站利用功率控制器的第二低通滤波器将步骤1.1中多元储能系统的输出功率参考值PHESS分离得到磷酸铁锂电池低频补偿功率分量的参考值Pb_ref，再用PHESS减去Pb_ref得到超级电容的高频补偿功率分量参考值Psc_ref；步骤1.3、由所述储能管理站将步骤1.2中超级电容的高频补偿功率分量参考值Psc_ref传送至超级电容储能模块中的第一储能变流器，将步骤1.2中的磷酸铁锂电池的低频补偿功率分量参考值Pb_ref传送至磷酸铁锂电池储能模块中的第二储能变流器，同时所述储能管理站监测超级电容储能模块的电压Usc和磷酸铁锂电池储能模块的SOCb值，控制所述超级电容储能模块和磷酸铁锂电池储能模块的投切和充放电操作；步骤1.4、以步骤1.3中的高频补偿功率分量的参考值Psc_ref作为所采用的功率控制策略的目标有功功率信号控制所述第一双向DC/AC变流器的功率输出；同时，以步骤1.3中的低频补偿分量的参考值Pb_ref作为所采用的功率控制策略的目标有功功率信号控制所述第二双向DC/AC变流器的功率输出。步骤1.3中，将SOCb值划分为如下区间，0<SOCmin<SOCb<SOCmax<1，USC划分为如下区间，0<USCmin<0.2USCmax<USC<0.8USCmax和0.8USCmax<USC<USCmax；设置当PHESS>0时多元储能系统进入放电模式，当PHESS<0时多元储能系统进入充电模式。上述多元储能系统采用跟踪调度出力状态，具体包括如下步骤：步骤2.1、所述微电网能量管理系统监测分布式发电单元的实际功率Ptotal及所接收的并网点功率调度指令值Pline，计算多元储能系统所需的输出功率参考值PHESS；步骤2.2、由所述储能管理站利用功率控制器的第二低通滤波器将步骤2.1中多元储能系统的输出功率参考值PHESS分离得到磷酸铁锂电池低频补偿功率分量的参考值Pb_ref，再用PHESS减去Pb_ref得到超级电容的高频补偿功率分量参考值Psc_ref；步骤2.3、由所述储能管理站将步骤2.2中超级电容的高频补偿功率分量参考值Psc_ref传送至超级电容储能模块中的第一储能变流器，将步骤2.2中的磷酸铁锂电池的低频补偿功率分量参考值Pb_ref传送至磷酸铁锂电池储能模块中的第二储能变流器，同时所述储能管理站监测超级电容储能模块的电压Usc和磷酸铁锂电池储能模块的SOCb值，控制所述超级电容储能模块和磷酸铁锂电池储能模块的投切和充放电操作；步骤2.4、以步骤2.3中的高频补偿功率分量的参考值Psc_ref作为所采用的功率控制策略的目标有功功率信号控制所述第一双向DC/AC变流器的功率输出；同时，以步骤2.3中的低频补偿分量的参考值Pb_ref作为所采用的功率控制策略的目标有功功率信号控制所述第二双向DC/AC变流器的功率输出。上述多元储能系统采用削峰填谷工作状态，具体步骤如下：步骤3.1、所述微电网能量管理系统监测分布式发电单元的实际输出的功率信号Ptotal和微电网负载实际输出功率信号Pload，计算多元储能系统所需的输出功率参考值PHESS；步骤3.2、由所述储能管理站利用功率控制器的第二低通滤波器将步骤3.1中多元储能系统的输出功率参考值PHESS分离得到磷酸铁锂电池低频补偿功率分量的参考值Pb_ref，再用PHESS减去Pb_ref得到超级电容的高频补偿功率分量参考值Psc_ref；步骤3.3、由所述储能管理站将步骤3.2中超级电容的高频补偿功率分量参考值Psc_ref传送至超级电容储能模块中的第一储能变流器，将步骤3.2中的磷酸铁锂电池的低频补偿功率分量参考值Pb_ref传送至磷酸铁锂电池储能模块中的第二储能变流器，同时所述储能管理站监测超级电容储能模块的电压Usc和磷酸铁锂电池储能模块的SOCb值，控制所述超级电容储能模块和磷酸铁锂电池储能模块的投切和充放电操作；步骤3.4、以步骤3.3中的高频补偿功率分量的参考值Psc_ref作为所采用的功率控制策略的目标有功功率信号控制所述第一双向DC/AC变流器的功率输出；同时，以步骤3.3中的低频补偿分量的参考值Pb_ref作为所采用的功率控制策略的目标有功功率信号控制所述第二双向DC/AC变流器的功率输出。本专利技术的一种多元储能微电网并网运行模式协调控制系统，所述系统包括网络接口、存储器和处理器；其中，所述网络接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序指令；所述处理器，用于在运行所述计算机程序指令时，执行上述多元储能微电网并网运行模式协调控制方法的步骤。本专利技术的一种多元储能微电网并网运行模式协调控制系统，包括超级电容储能模块、磷酸铁锂电池储能模块、储能管理站、分布式发电单元、微电网能量管理系统和微电网负载；所述超级电容储能模块与磷酸铁锂电池储能模块并联接入多元储能系统的公共交流母线；所述超级电容储能模块包括超级电容和由储能管理站控制的第一储能变流器；所述磷酸铁锂电池储能模块包括磷酸铁锂电池和由储能管理站控制的第二储能变流器；所述第一储能变流器及第二储能变流器分别包括第一双向DC/AC变流器及第二双向DC/AC变流器。上述超级电容储能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多元储能微电网并网运行模式协调控制方法，其特征在于，包括以下方法：储能管理站接收微电网能量管理系统的控制指令和超级电容储能模块及磷酸铁锂电池储能模块的状态反馈指令，控制第一储能变流器及第二储能变流器，控制所述超级电容和磷酸铁锂电池工作在以下任意一种工作状态；工作状态一：多元储能系统采用平滑功率波动的工作状态；工作状态二：多元储能系统采用跟踪调度出力的工作状态；工作状态三：多元储能系统采用削峰填谷的工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种多元储能微电网并网运行模式协调控制方法，其特征在于，包括以下方法：储能管理站接收微电网能量管理系统的控制指令和超级电容储能模块及磷酸铁锂电池储能模块的状态反馈指令，控制第一储能变流器及第二储能变流器，控制所述超级电容和磷酸铁锂电池工作在以下任意一种工作状态；工作状态一：多元储能系统采用平滑功率波动的工作状态；工作状态二：多元储能系统采用跟踪调度出力的工作状态；工作状态三：多元储能系统采用削峰填谷的工作状态。2.根据权利要求1所述多元储能微电网并网运行模式协调控制系统的控制方法，其特征在于，所述多元储能系统采用平滑功率波动状态，具体包括如下步骤：步骤1.1、由所述微电网能量管理系统监测分布式发电单元的实际功率输出信号Ptotal，经由功率控制器的第一低通滤波器后得到所述分布式发电单元的参考输出功率Ptotal_ref，将分布式发电单元的实际功率Ptotal减去参考输出功率Ptotal_ref得到多元储能系统的输出功率参考值PHESS；步骤1.2、由所述储能管理站利用功率控制器的第二低通滤波器将步骤1.1中多元储能系统的输出功率参考值PHESS分离得到磷酸铁锂电池低频补偿功率分量的参考值Pb_ref，再用PHESS减去Pb_ref得到超级电容的高频补偿功率分量参考值Psc_ref；步骤1.3、由所述储能管理站将步骤1.2中超级电容的高频补偿功率分量参考值Psc_ref传送至超级电容储能模块中的第一储能变流器，将步骤1.2中的磷酸铁锂电池的低频补偿功率分量参考值Pb_ref传送至磷酸铁锂电池储能模块中的第二储能变流器，同时所述储能管理站监测超级电容储能模块的电压Usc和磷酸铁锂电池储能模块的SOCb值，控制所述超级电容储能模块和磷酸铁锂电池储能模块的投切和充放电操作；步骤1.4、以步骤1.3中的高频补偿功率分量的参考值Psc_ref作为所采用的功率控制策略的目标有功功率信号控制所述第一双向DC/AC变流器的功率输出；以及以步骤1.3中的低频补偿分量的参考值Pb_ref作为所采用的功率控制策略的目标有功功率信号控制所述第二双向DC/AC变流器的功率输出。3.根据权利要求2所述多元储能微电网并网运行模式协调控制系统的控制方法，其特征在于，步骤1.3中，将SOCb值划分为如下区间，0<SOCmin<SOCb<SOCmax<1，USC划分为如下区间，0<USCmin<0.2USCmax<USC<0.8USCmax和0.8USCmax<USC<USCmax；设置当PHESS>0时多元储能系统进入放电模式，当PHESS<0时多元储能系统进入充电模式。4.根据权利要求1所述多元储能微电网并网运行模式协调控制系统的控制方法，其特征在于，所述多元储能系统采用跟踪调度出力状态，具体包括如下步骤：步骤2.1、所述微电网能量管理系统监测分布式发电单元的实际功率Ptotal及所接收的并网点功率调度指令值Pline，计算多元储能系统所需的输出功率参考值PHESS；步骤2.2、由所述储能管理站利用功率控制器的第二低通滤波器将步骤2.1中多元储能系统的输出功率参考值PHESS分离得到磷酸铁锂电池低频补偿功率分量的参考值Pb_ref，再用PHESS减去Pb_ref得到超级电容的高频补偿功率分量参考值Psc_ref；步骤2.3、由所述储能管理站将步骤2.2中超级电容的高频补偿功率分量参考值Psc_ref传送至超级电容储能模块中的第一储能变流器，将步骤2.2中的磷酸铁锂电池的低频补偿功率分量参考值Pb_ref传送至磷酸铁锂电池储能模块中的第二储能变流器，同时所述储能管理站监测超级电容储能模块的电压Usc和磷酸铁锂电池储能模块的SOCb值，控制所述超级电容储能模块和磷酸铁锂电池储能模块的投切和充放电操作；步骤2.4、以步骤2.3中的高频补偿功率分量的参考值Psc_ref作为所采用的功率控制策略的目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟晓春，赵雪，储厚成，程谦，张青杰，邹宁，施胜丹，田安民，吴通华，戴魏，李新东，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国家电网有限公司，国网重庆市电力公司电力科学研究院，南瑞集团有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32