分层分布式微电网储能电池配置方法技术

本发明专利技术涉及微电网技术领域，具体涉及一种分层分布式微电网储能电池配置方法，其包括：下层低压母线蓄电池配置；按照微电网中蓄电池的功能进行配置，容量配置包括平抑中低频功率波动、削峰填谷、为微电网系统孤岛运行提供电压支撑；下层低压母线超级电容配置；按照微电网中超级电容的功能，容量配置主要为平抑本地高频负荷波动；上层高压母线蓄电池配置；按照微电网中蓄电池的功能，容量配置包括平抑母线功率波动，维持系统孤岛运行，并在PCC点处对整个微电网提供功率因素补偿。本发明专利技术通过精确的配置计算方法，实现了微电网内部并网运行于功率因素为一，在充分利用清洁能源条件下有效平抑了微电网与大电网功率波动；有效实现了系统电压频率的稳定及重要负荷的持续运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电网
，特别是涉及一种分层分布式微电网储能电池配置方法。
技术介绍
微电网中，通过合理的储能电池配置方案，可以实现微电网内部对清洁能源的充分利用，减少对大电网的冲击以及可以有效抵抗电网断电对微电网内部正常运行的影响。中国专利技术专利申请号：201310007059.9，公开了一种用于微电网群的多元复合储能容量配置方法，其方案主要为：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tj开始离网运行至T 1-T3时间所累计的不平衡能量；计算故障状态下子微网从tj+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。上述储能配置方法估算笼统，储能类型单一，对于实际应用来说，不具有指导性，与本专利技术所述配置方法与应用领域存在本质差别。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种分层分布式微电网储能电池配置方法，其采用分层分布式储能电池配置方法，通过精确的配置计算方法，实现了微电网内部并网运行与功率因素为一，在充分利用清洁能源条件下有效平抑了微电网与大电网功率波动；在微电网孤岛运行时，有效实现了系统电压频率的稳定及重要负荷的持续运行。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：分层分布式微电网储能电池配置方法，其包括：下层低压母线蓄电池配置：按照微电网中蓄电池的功能进行配置，容量配置包括平抑中低频功率波动、削峰填谷、为微电网系统孤岛运行提供电压支撑；下层低压母线超级电容配置：按照微电网中超级电容的功能，容量配置主要为平抑本地高频负荷波动；上层高压母线蓄电池配置：按照微电网中蓄电池的功能，容量配置包括平抑母线功率波动，维持系统孤岛运行，并在PCC点处对整个微电网提供功率因素补偿。优选地，所述分层分布式微电网储能电池配置方法具体为：根据系统运行要求以及微电网实现的功能，储能电池采用分层分布式结构：判断是否上层高压母线位置，如是，则上层高压母线储能，通过上层蓄电池储能并进行配置，根据上层蓄电池在微电网中不同位置所扮演的角色及负荷类型提出储能电池的配置方法，上层蓄电池容量配置包括平抑母线功率波动，维持系统孤岛运行，并在PCC点处对整个微电网提供功率因素补偿；若非上层高压母线位置，则根据平抑本地高频负荷波动频率范围，分别采用下层超级电容或下层蓄电池储能并进行配置，下层超级电容配置主要为平抑高频负荷波动；下层蓄电池容量配置包括平抑中低频功率波动、削峰填谷、为微电网系统孤岛运行提供电压支撑。优选地，所述上层蓄电池储能配置方法为：平抑母线功率波动配置容量：P31＝(ΣP5n-ΣP6n)*m/n；其中ΣP5n为n组高峰期且光照条件差时日用电功率总和；ΣP6n为n组高峰期且光照条件好时日用电功率总和；m为所取高峰期数据组数；维持系统孤岛运行配置容量：其中Pu_n为不可控负载的额定功率；Tu_n为不可控负载的维持时间；在PCC点处对整个微电网提供功率因素补偿配置容量：P33＝(ΣP7n)*(1-Q)/m；其中ΣP7n为m组高峰期t小时且光照条件差时用电功率总和；Q为功率因素值平均值；m为所取高峰期数据组数。优选地，所述下层超级电容储能配置方法为：平抑高频负荷波动配置容量：Psc_1＝(ΣP3n-ΣP4n)/n；其中ΣP3n为n组高峰期的日用电功率总和；ΣP4n为n组闲时日用电功率总和。优选地，所述下层蓄电池储能配置方法为：平抑中低频功率波动配置容量：P11＝(ΣP1n-ΣP2n)*m/n；其中ΣP1n为n组光照条件好且无明显乌云的天气光伏日发电量总和；ΣP2n为n组光照条件好且多云的天气光伏日发电量总和；m为实际需要储能容量与计算容量相比的系数；削峰填谷配置容量：P12＝(Pgrid_1-Pu_1)*Td_1；其中Pgrid_1为太阳能电池板_1的装机容量；Pu_1为本地不可控负载_1的额定功率；Td_1为日用电低峰期时间；微电网系统孤岛运行提供电压支撑配置容量：其中为k个数量的本地可控负荷La1、La2…Lak的额定工作功率之和；为k个数量的本地可控负荷La1、La2…Lak的离网状态下的工作时间之和。优选地，所述微电网包括微电网中央控制器MGCC、智能网关SW、智能电表TP、储能逆变器INV以及储能电池BATT，储能逆变器INV包括DC/DC模块、DC/AC模块、LC滤波模块以及输出隔离变压器模块，还包括环境辐射仪ENV；所述微电网中央控制器MGCC通过采集智能网关SW、智能电表TP、储能逆变器INV以及环境辐射仪ENV的数据，根据不同的调度控制策略，实现对智能网关SW的开启与关闭、对负荷的管控、对储能逆变器INV的输出进行调节，以及对储能逆变器INV的二次调压调频进行控制；智能网关SW实现对多端口数据的采集与处理、电网孤岛检测、故障检测与故障录波，以及对负载、储能逆变器INV的投切操作；储能逆变器INV为多功能逆变器，其根据微电网中央控制器MGCC不同的调度需要，可工作于VF、PQ、DROOP、VSG等多种工作模式，满足微电网系统的并网离网运行；并实现对储能电池BATT的电池状态监测及充放电管理；储能电池BATT满足并网情况下功率因素调节、平抑功率波动；在离网情况下维持不同负荷运转，并为微电网系统预同步控制提供电压支撑。优选地，所述电池BATT储能容量为：Pb＝(P11+P12+P13)/(h*n)；其中h为电池BATT的放电深度；n为储能逆变器INV的效率；P11为下层蓄电池储能配置中平抑中低频功率波动的功率；P12为下层蓄电池储能配置中削峰填谷的功率；P13为下层蓄电池储能配置中微电网系统孤岛运行提供电压支撑的功率。优选地，所述储能逆变器INV的超级电容阵列最低输出电压为：V_sc3=(22*Uac*k_sc3)/(k_sc1*k_sc2);]]>其中K_sc2为储能逆变器INV的DC/AC部分的最大调制比；k_sc1为储能逆变器INV的DC/DC部分最大升压比；k_sc3为储能逆变器INV与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分层分布式微电网储能电池配置方法，其特征在于，包括：下层低压母线蓄电池配置：按照微电网中蓄电池的功能进行配置，容量配置包括平抑中低频功率波动、削峰填谷、为微电网系统孤岛运行提供电压支撑；下层低压母线超级电容配置：按照微电网中超级电容的功能，容量配置主要为平抑本地高频负荷波动；上层高压母线蓄电池配置：按照微电网中蓄电池的功能，容量配置包括平抑母线功率波动，维持系统孤岛运行，并在PCC点处对整个微电网提供功率因素补偿。

【技术特征摘要】
1.一种分层分布式微电网储能电池配置方法，其特征在于，包括：
下层低压母线蓄电池配置：按照微电网中蓄电池的功能进行配置，容量配
置包括平抑中低频功率波动、削峰填谷、为微电网系统孤岛运行提供电压支撑；
下层低压母线超级电容配置：按照微电网中超级电容的功能，容量配置主
要为平抑本地高频负荷波动；
上层高压母线蓄电池配置：按照微电网中蓄电池的功能，容量配置包括平
抑母线功率波动，维持系统孤岛运行，并在PCC点处对整个微电网提供功率因
素补偿。
2.根据权利要求1所述分层分布式微电网储能电池配置方法，其特征在于，
具体配置方法为：
根据系统运行要求以及微电网实现的功能，储能电池采用分层分布式结构：
判断是否上层高压母线位置，如是，则上层高压母线储能，通过上层蓄电
池储能并进行配置，根据上层蓄电池在微电网中所扮演的角色及负荷类型提出
储能电池的配置方法，上层蓄电池容量配置包括平抑母线功率波动，维持系统
孤岛运行，并在PCC点处对整个微电网提供功率因素补偿；
若非上层高压母线位置，则根据平抑本地高频负荷波动频率范围，分别采
用下层超级电容或下层蓄电池储能并进行配置，下层超级电容配置主要为平抑
高频负荷波动；下层蓄电池容量配置包括平抑中低频功率波动、削峰填谷、为
微电网系统孤岛运行提供电压支撑。
3.根据权利要求2所述分层分布式微电网储能电池配置方法，其特征在于：
所述上层蓄电池储能配置方法为：
平抑母线功率波动配置容量：P31＝(ΣP5n-ΣP6n)*m/n；其中ΣP5n为n组
高峰期且光照条件差时日用电功率总和；ΣP6n为n组高峰期且光照条件好时日
用电功率总和；m为实际需要储能容量与计算容量相比的系数；
维持系统孤岛运行配置容量：其中Pu_n为不可控负
载的额定功率；Tu_n为不可控负载的维持时间；
在PCC点处对整个微电网提供功率因素补偿配置容量：
P33＝(ΣP7n)*(1-Q)/m；其中ΣP7n为m组高峰期t小时且光照条件差时用电功

\t率总和；Q为高峰期内功率因素值平均值；m为所取高峰期数据组数。
4.根据权利要求2所述分层分布式微电网储能电池配置方法，其特征在于：
所述下层超级电容储能配置方法为：
平抑高频负荷波动配置容量：Psc_1＝(ΣP3n-ΣP4n)/n；其中ΣP3n为n组
高峰期的日用电功率总和；ΣP4n为n组闲时日用电功率总和。
5.根据权利要求2所述分层分布式微电网储能电池配置方法，其特征在于：
所述下层蓄电池储能配置方法为：
平抑中低频功率波动配置容量：P11＝(ΣP1n-ΣP2n)*m/n；其中ΣP1n为n
组光照条件好且无明显乌云的天气光伏日发电量总和；ΣP2n为n组光照条件好
且多云的天气光伏日发电量总和；m为实际需要储能容量与计算容量相比的系
数；
削峰填谷配置容量：P12＝(Pgrid_1-Pu_1)*Td_1；其中Pgrid_1为太阳能电
池板_1的装机容量；Pu_1为本地不可控负载_1的额定功率；Td_1为日用电低
峰期时间；
微电网系统孤岛运行提供电压支撑配置容量：其中为k个数量的本地可控负荷La1、La2…Lak的额定工作功率之和；为k
个数量...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯金生，徐海波，徐顺刚，
申请(专利权)人：广东易事特电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44