一种微电网储能系统的监控方法技术方案

本发明专利技术公开了一种微电网储能系统的监控方法，该方法通过储能变流器的复功率参考值、功率因数参考值、复功率和功率因数实现储能系统并网运行控制；实现优化智能电池储能系统运行效率和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种微电网储能系统的监控方法所属
本专利技术涉及输配电领域，具体涉及一种微电网储能系统的监控方法。
技术介绍
可再生能源的大量开发和使用，是未来电网的必然趋势，但是大多数可再生能源因为地理分散、波动性较大、电能质量不高等因素不能大规模的及时并入电网。近些年研究发现，建立微电网是解决这些分布式能源接入电网的有效途径之一。微电网是一种由电源和负荷共同组成的系统，为用户提供电能和热量。微电网有两种工作模式，正常情况下和电网连接实现并网运行，在电网故障或电能波动过大时从电网断开，实现孤岛运行。孤岛运行下，由于可再生能源输出的波动性、随机性、微型燃气轮机和燃料电池低速响应，快速的负荷波动会给微电网带来很大的问题。由于可再生能源具有波动性和间歇性，所以需要通过储能技术对其出力波动进行平抑，储能装置13具有能量高、安装灵活、充放电速度快的特点，成为优先发展方向之一。一般通过储能变流器14(powerconvertersystem，PCS)将能量转化为电网可以接纳的正弦交流电，进而实现储能装置13的并网运行。大型电池储能系统通常包括多串电池模组相互串联而成的，每一串电池模组又是由一个或多个电池单体Cell并联而成。在电池管理系统中，电池模组通常安装于一个或多个电池箱中。然而，由于目前的蓄电池的使用寿命有限，因此仍需要对储能系统当中的蓄电池进行频繁的更换动作，以使维持有效的储电及供电效率。因此，如何同时有效维持储能系统的储电及供电效率，并且可降低储能系统当中的蓄电池的淘汰更换频率是目前重要的课题。
技术实现思路
本专利技术提供一种微电网储能系统的监控方法，该方法通过储能变流器的复功率参考值、功率因数参考值、复功率和功率因数实现储能系统并网运行控制；实现优化智能电池储能系统运行效率和经济效益。本专利技术的一种微电网储能系统的监控方法，该方法包括如下步骤：S1.检测和采集清洁能源发电设备、储能装置、配电网以及直流母线的状态信息；S2.通信总线将所述状态信息汇集到中控模块；S3.对所述状态信息进行处理和分析，并确定微电网并网运行策略，实现并网运行。优选的，在所述步骤S3中，包括如下步骤：S31.计算储能变流器的复功率参考值、功率因数参考值、复功率和功率因数；S32.根据储能变流器的复功率参考值、功率因数参考值、复功率和功率因数计算储能电池的并网电流参考值；S33.根据储能电池的并网电流参考值确定储能电池的调制波信号，并通过SPWM对调制波信号进行调制。优选的，在所述步骤S31中，下式计算储能变流器的复功率参考值：Sref＝Pref+jQref其中，Sref表示储能变流器的复功率参考值，Pref表示储能变流器输出的有功功率参考值，Qref表示储能变流器输出的无功功率参考值，j表示虚数单位；按下式计算储能变流器的功率因数参考值：其中，表示储能变流器的功率因数参考值，表示储能变流器的功率因数角参考值。按下式计算储能变流器的复功率：S＝P+jQ其中，S表示储能变流器输出的复功率，P表示储能变流器输出的有功功率，Q表示储能变流器输出的无功功率，P、Q分别按下式计算：P＝UaIa+UbIb+UcIc其中，Ua和Ia分别表示储能装置的A相并网电压和并网电流，Ub和Ib分别表示储能装置的B相并网电压和并网电流，Uc和Ic分别表示储能装置的C相并网电压和并网电流；按下式计算储能变流器的功率因数：其中，表示储能变流器的功率因数，表示储能变流器的功率因数角。按下式计算储能装置的并网电流参考值：Iaref＝Mag·sin(100πt+θ)其中，Iaref、Ibref、Icref分别表示储能装置的A、B、C相并网电流参考值，t表示时间，Mag表示储能装置的并网电流参考值的幅值，θ表示储能装置13的并网电流参考值的相位，Mag和θ分别按下式计算：Mag＝(Sref-S)(Kp1+Ki1·Ts)其中，Ts表示采样时间间隔；Kp1、Kp2表示比例系数，且Kp1＝1×10-4～1×10-3，Kp2＝1×10-4～1×10-3；Ki1、Ki2表示积分系数，且Ki1＝1～5，Ki2＝10～30。所述调制模块包括确定单元，所述确定单元按下式确定储能装置的调制波信号：Wa＝(Iaref-Ia)·K-ICaKCWb＝(Ibref-Ib)·K-ICbKCWc＝(Icref-Ic)·K-ICcKC其中，Wa、Wb、Wc分别表示储能装置的A、B、C相调制波信号；ICa、ICb、ICc分别表示滤波电容的A、B、C相电流；K表示比例系数，且C表示LCL滤波器中滤波电容的容值；KC表示电容电流反馈系数，且L1表示逆变器侧的滤波电感，L2表示电网侧的滤波电感。储能装置直流侧电压幅值的二分之一作为三角波的幅值，将三角波与Wa、Wb、Wc进行对比，即可得到用于控制储能变流器的开关信号；根据储能变流器的开关信号调整储能装置的并网电流。优选的，在所述步骤S1中，利用电参数传感器检测交流母线的电参数。本专利技术的技术方案具有如下优点：(1)本专利技术通过储能变流器的复功率参考值、功率因数参考值、复功率和功率因数实现储能系统并网运行控制，储能系统的并网电流中谐波含量较少，不会引起储能系统的并网电压的恶化，控制效果较好；(2)本专利技术对储能装置中多电池组功率优化分配，先确定储能装置中进行充放电切换的电池组总数及其取值范围，然后根据储能装置中进行充放电切换的电池组总数计算各个电池组的功率，并根据各个电池组的功率计算所有电池组的荷电状态最小方差，最后根据所有电池组的荷电状态最小方差确定储能装置中进行充放电切换的电池组的最优数量，并根据储能装置中进行充放电切换的电池组的最优数量按照各个电池组的功率进行功率分配，实现储能装置多个电池组之间功率的合理分配；(3)本专利技术还可以优化微电网储能系统运行效率和经济效益。附图说明图1示出了本专利技术的一种微电网储能系统的框图；图2示出了一种本专利技术的微电网储能系统的自动监控方法。具体实施方式图1是示出了本专利技术的一种微电网储能系统的监控方法10，该微电网储能系统10包括：清洁能源发电设备12、多个本地负载14、储能变流器14、储能装置13、监控装置11和直流母线；所述储能变流器14用于控制所述微电网储能系统10孤岛运行或与配电网20并网运行；所述直流母线，用于连接储能装置13、清洁能源发电设备12，用于微电网储能系统10内的功率交换；该监控装置11包括：清洁能源发电设备监控模块112，用于实时监控清洁能源发电设备12，并对清洁能源发电设备12的发电功率进行预测；储能并网监控模块112，用于实时监控储能变流器14；储能装置监控模块114，用于实时监控储能装置13的运行；中控模块115，用于确定储能系统的运行方法，并用于协调监控装置11中的各模块工作；母线监控模块116，用于实时监控直流母线；通信总线111，用于该监控装置11的各个模块的通信联络。所述储能并网监控模块包括：第一计算单元，用于计算储能变流器14的复功率参考值、功率因数参考值、复功率和功率因数；第二计算单元，用于根据储能变流器14的复功率参考值、功率因数参考值、复功率和功率因数计算储能装置13的并网电流参考值；调制模块，用于根据储能装置13的并网电流参考值确定储能装置13的调制波信号，并通过SPWM对调制波信号进行调制。所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电网储能系统的监控方法，该方法包括如下步骤：S1.检测和采集清洁能源发电设备、储能装置、配电网以及直流母线的状态信息；S2.通信总线将所述状态信息汇集到中控模块；S3.对所述状态信息进行处理和分析，并确定微电网并网运行策略，实现并网运行。

【技术特征摘要】
1.一种微电网储能系统的监控方法，该方法包括如下步骤：S1.检测和采集清洁能源发电设备、储能装置、配电网以及直流母线的状态信息；S2.通信总线将所述状态信息汇集到中控模块；S3.对所述状态信息进行处理和分析，并确定微电网并网运行策略，实现并网运行。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，包括如下步骤：S31.计算储能变流器的复功率参考值、功率因数参考值、复功率和功率因数；S32.根据储能变流器的复功率参考值、功率因数参考值、复功率和功率因数计算储能电池的并网电流参考值；S33.根据储能电池的并网电流参考值确定储能电池的调制波信号，并通过SPWM对调制波信号进行调制。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤S31中，下式计算储能变流器的复功率参考值：Sref＝Pref+jQref其中，Sref表示储能变流器的复功率参考值，Pref表示储能变流器输出的有功功率参考值，Qref表示储能变流器输出的无功功率参考值，j表示虚数单位；按下式计算储能变流器的功率因数参考值：其中，表示储能变流器的功率因数参考值，表示储能变流器的功率因数角参考值。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按下式计算储能变流器的复功率：S＝P+jQ其中，S表示储能变流器输出的复功率，P表示储能变流器输出的有功功率，Q表示储能变流器输出的无功功率，P、Q分别按下式计算：P＝UaIa+UbIb+UcIc其中，Ua和Ia分别表示储能装置的A相并网电压和并网电流，Ub和Ib分别表示储能装置的B相并网电压和并网电流，Uc和Ic分别表示储能装置的C相并网电压和并网电流；按下式计算储能变流器的功率因数：...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖会，
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