一种可并网运行的风光储一体微电网制造技术

一种可并网运行的风光储一体微电网，该微电网可预测微电网中的风光发电设备的发电功率和微电网中的负载变化，可追踪大电网并网点电压信息，实时获取大电网调度指令，实时检测的蓄电池模块电池容量，设定储能系统放电区间，基于SOC分层控制策略，对储能系统能量进行优化管理，实时修正储能系统充放电功率，优化储能系统工作性能，制定和实施最适宜的控制策略，保障发电系统在并网时按照大电网的需求参与大电网电压调节，保障并网运行时的电压稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种可并网运行的风光储一体微电网所属
本专利技术涉一种可并网运行的风光储一体微电网。
技术介绍
能源和环境危机已经成为影响人类持续发展的重要问题，清洁、可再生能源的利用是解决这一问题的根本途径。随着风力发电、光伏发电、波浪发电等可再生能源发电技术的成熟，越来越多的可再生能源微电网以分布式形式接入电网，满足人们日常生产、生活用电的需求。以风电和光伏发电为主的微电网作为超高压、远距离、大电网供电模式的补充，代表着电力系统新的发展方向。风电机组的原动力为风能，风能由于风的间歇性和随机波动性使得风电机组的发出的功率是间歇和波动的，这些波动性的风能接入系统会给电力系统带来冲击。同时，由于风电机组为异步机，若不加以控制，在发出有功功率的同时，需要吸收一定的无功功率，不利用系统的电压稳定。当风电渗透率较低时，这些影响不明显，随着风电渗透率的提高，风能对电力系统的影响逐渐增大，在给电力系统带来经济效益的同时也给电网的运行造成了一定的困难。在风光发电并网比重较大的电力系统中，由于风电场和光伏电场输出功率具有不完全可控性和预期性，会在一定程度上改变原有电力系统潮流分布、线路输送功率及整个系统的惯量，从而对电网的有功、无功功率平衡、频率及电压稳定产生了影响。储能技术很大程度上解决新能源发电的波动性和随机性问题，有效提高间歇性微源的可预测性、确定性和经济性。此外，储能技术在调频调压和改善系统有功、无功平衡水平，提高微电网稳定运行能力方面的作用也获得了广泛研究和证明。在风光发电渗透率较高的电力系统中，电力系统出现频率及电压变化时，要求风光储集群对电力系统稳定性和电能质量的实时性较强，必须根据电力系统的实时状态，充分考虑到风光储集群的调节能力，才能保证电力系统的可靠与经济运行。
技术实现思路
本专利技术提供一种可并网运行的风光储一体微电网，该微电网可预测微电网中的风光发电设备的发电功率和微电网中的负载变化，可追踪大电网并网点电压信息，实时获取大电网调度指令，实时检测的蓄电池模块电池容量，设定储能系统放电区间，基于SOC分层控制策略，对储能系统能量进行优化管理，实时修正储能系统充放电功率，优化储能系统工作性能，制定和实施最适宜的控制策略，保障微电网在并网时按照大电网的需求参与大电网电压调节，保障并网运行时的电压稳定。为了实现上述目的，本专利技术提供一种可并网运行的风光储一体微电网，该微电网包括：风力发电设备、光伏发电设备、储能系统、SVG设备、直流母线、用于将直流母线与大电网连接和隔离的AC/DC双向换流模块一、用于连接光伏发电设备和直流母线的AC/DC双向换流模块二、微电网内负载和监控装置；该储能系统包括蓄电池模块、与上述直流母线连接的双向DC/DC变换器；该监控装置包括：风力发电发电设备监控模块，用于实时监控风力发电设备，并对风力发电设备的发电功率进行预测；光伏发电设备监控模块，用于实时监控光伏发电设备，并对光伏发电设备的发电功率进行预测；储能系统监控模块，可实时监控蓄电池模块的SOC和DC/DC双向变换器，包括：储能系统放电区间确定器和SOC分层控制器，可对储能系统充放电功率进行实时修正，确保储能系统具有良好工作性能；负载监控模块，用于实时监控储能电站内的负载；中控模块，用于确定微电网的运行策略，并向上述监控装置中的各模块发出指令，以执行该运行策略；总线模块，用于该监控装置的各个模块的通信联络；以及并网调压监控模块，其中所述并网调压监控模块包括：大电网联络单元，用于实时从大电网调控中心获知大电网的运行情况以及相关调度信息；AC/DC双向换流模块一监控单元，用于控制AC/DC双向换流模块一的工作模式；调压单元，用于监控并网点的电压变化，并确定微电网的电压补偿策略。优选的，储能系统监控模块至少包括蓄电池端电压、电流、SOC获取设备以及温度检测设备。优选的，所述储能系统放电区间确定器在接纳风电功率后未突破电网可利用空间极限值的时段，设定储能系统的放电区间α，0≤α<100％，即储能系统放电功率与接纳风电后剩余的空间比值为α；若系统无剩余可利用空间时α＝1，若储能系统不放电α＝0；基于放电区间α的储能系统充放电功率如下：Plimitspace(t)PESS(t)=α(Pwd(t)-Plimitspace(t))Pwd(t)<Plimitspace(t)---(1)]]>其中PESS(t)为t时刻储能系统充放电功率；Pwd(t)、分别为t时刻风电场和光电场群实际输出功率之和以及风电和光电可运行域极值；α为储能系统的放电区间；储能系统充放电能量Et以及储能系统在各调度时段结束后充放电累积容量Wt如下所示：0∫t1t2PESS/ηdischargedtPESS<0---(2)]]>其中t1，t2分别为充放电的起始与结束时刻；ηcharge，ηdischarge分别为储能系统的充放电效率；PESS为储能系统充放电功率；E0为储能系统初始能量。优选的，所述SOC分层控制器，将储能系统SOC按照充放电能力分为以下五个层次：不充电紧急层、少充电预防层、正常充放电安全层、少放电预防层、不放电紧急层。优选的，储能系统充放电能量需求值PESS，经储能能量管理系统确定的修正系数KSOC进行动态调整，得到储能系统实际充放电指令PSOC_ESS；KSOC值与Sigmoid函数特性类似，因此利用Sigmoid函数对其进行修正，具体表达如下所示：储能系统处于充电状态下，PESS(t)>0xc＝(S-Smax)/(Spre_max-Smax)(6)储能系统处于放电状态下，PESS(t)<0xf＝(S-Smin)/(Spre_min-Smin)(8)经调整系数KSOC修正确定储能系统实际充放电功率PSOC_ESS(t)为：PSOC_ESS(t)＝KSOCPESS(t)(9)其中S为储能系统的荷电状态；Smax为不充电紧急层的下限；Smax、Spre_max为少充电预防层的上下限；Spre_max、Spre_min为正常充放电安全层的上下限；Smin为少放电预防层的下限；Xc为储能系统充电状态下计算KSOC的系数；Xf为储能系统放电状态下计算KSOC的系数。优选的，所述调压单元包括并网点电压测量子单元、无功需求确定子单元和无功出力分配子单元。优选的，所述无功需求确定子单元根据并网点电压测量子单元获取的电压值与其电压参考值的误差信号确定当前无功需求量。优选的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可并网运行的风光储一体微电网，该微电网包括：风力发电设备、光伏发电设备、储能系统、SVG设备、直流母线、用于将直流母线与大电网连接和隔离的AC/DC双向换流模块一、用于连接光伏发电设备和直流母线的AC/DC双向换流模块二、微电网内负载和监控装置；该储能系统包括蓄电池模块、与上述直流母线连接的双向DC/DC变换器；该监控装置包括：风力发电发电设备监控模块，用于实时监控风力发电设备，并对风力发电设备的发电功率进行预测；光伏发电设备监控模块，用于实时监控光伏发电设备，并对光伏发电设备的发电功率进行预测；储能系统监控模块，可实时监控蓄电池模块的SOC和DC/DC双向变换器，包括：储能系统放电区间确定器和SOC分层控制器，可对储能系统充放电功率进行实时修正，确保储能系统具有良好工作性能；负载监控模块，用于实时监控储能电站内的负载；中控模块，用于确定微电网的运行策略，并向上述监控装置中的各模块发出指令，以执行该运行策略；总线模块，用于该监控装置的各个模块的通信联络；以及并网调压监控模块，其中所述并网调压监控模块包括：大电网联络单元，用于实时从大电网调控中心获知大电网的运行情况以及相关调度信息；AC/DC双向换流模块一监控单元，用于控制AC/DC双向换流模块一的工作模式；调压单元，用于监控并网点的电压变化，并确定发电系统的电压补偿策略。...

【技术特征摘要】
1.一种可并网运行的风光储一体微电网，该微电网包括：风力发电设备、光伏发电设备、储能系统、SVG设备、直流母线、用于将直流母线与大电网连接和隔离的AC/DC双向换流模块一、用于连接光伏发电设备和直流母线的AC/DC双向换流模块二、微电网内负载和监控装置；该储能系统包括蓄电池模块、与上述直流母线连接的双向DC/DC变换器；该监控装置包括：风力发电设备监控模块，用于实时监控风力发电设备，并对风力发电设备的发电功率进行预测；光伏发电设备监控模块，用于实时监控光伏发电设备，并对光伏发电设备的发电功率进行预测；储能系统监控模块，可实时监控蓄电池模块的SOC和DC/DC双向变换器，包括：储能系统放电区间确定器和SOC分层控制器，可对储能系统充放电功率进行实时修正，确保储能系统具有良好工作性能；负载监控模块，用于实时监控储能电站内的负载；中控模块，用于确定微电网的运行策略，并向上述监控装置中的各模块发出指令，以执行该运行策略；总线模块，用于该监控装置的各个模块的通信联络；以及并网调压监控模块，其中所述并网调压监控模块包括：大电网联络单元，用于实时从大电网调控中心获知大电网的运行情况以及相关调度信息；AC/DC双向换流模块一监控单元，用于控制AC/DC双向换流模块一的工作模式；调压单元，用于监控并网点的电压变化，并确定发电系统的电压补偿策略；储能系统监控模块至少包括蓄电池端电压、电流、SOC获取设备以及温度检测设备；所述储能系统放电区间确定器在接纳风电功率后未突破电网可利用空间极限值的时段，设定储能系统的放...

【专利技术属性】
技术研发人员：许驰，
申请(专利权)人：成都鼎智汇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51