一种多端口电能路由器能量协调控制方法技术

本申请提供了一种多端口电能路由器能量协调控制方法，通过电能调度优化算法获得储能电池功率单元的输出功率参考值第一修正量和配电网接口功率单元的消耗功率参考值第一修正量；通过电能平衡协调控制算法获得储能电池功率单元的输出功率参考值第二修正量、配电网接口功率单元的消耗功率参考值第二修正量和动态负荷需求；本发明专利技术基于电能路由器中各供能功率单元与负荷单元的功率偏差、系统直流母线电压偏差和负荷动态变化三个变量对各功率单元自身控制器的输出功率参考值进行修正，可以提高系统的稳定性和动态性能。

【技术实现步骤摘要】
一种多端口电能路由器能量协调控制方法
本专利技术涉及能量管理与控制
，具体涉及一种多端口电能路由器能量协调控制方法。
技术介绍
随着分布式能源、微网等技术的发展，大量供能或耗能设备需要连接到能量传输网络中，传统输电网无法满足各类能源广泛接入的需求。电能路由器可以实现多种能源网络的互连、调度和控制。电能路由器是一种融合了信息技术与电力电子变换技术的电力装备，可实现分布式能量的高效利用和传输。电能路由器是能源互联网中的核心部分，可连接配电网和负载端，并且可以实现能量双向流动。随着能源危机日趋严重和供电可靠性要求日益提高，高效、可靠利用分布式清洁能源的多端口电能路由器已成为新能源接入装备的研究热点。目前，多端口电能路由器的电能管理与控制都是由能量协调管理层给定各功率单元控制系统的给定值，各功率单元控制系统按各自控制任务和能量协调管理层给定值进行输出或输入电流控制，另外，现有能量协调管理系统很少考虑动态负荷的协调控制和各供能功率单元的经济性分配问题，导致能量分配稳定性和动态性能差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种多端口电能路由器能量协调控制方法，用以解决电能路由器应对突发故障的能力较低的技术问题。根据本专利技术实施例，提供了一种多端口电能路由器能量协调控制方法，所述方法包括：通过电能调度优化算法获得储能电池功率单元的输出功率参考值第一修正量和配电网接口功率单元的消耗功率参考值第一修正量；通过电能平衡协调控制算法获得所述储能电池功率单元的输出功率参考值第二修正量、所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值第二修正量和动态负荷需求；将所述储能电池功率单元的输出功率参考值第一修正量、所述储能电池功率单元的输出功率参考值第二修正量和动态负荷需求求和，获得所述储能电池功率单元的最终输出量，所述最终输出量用于修正所述储能电池功率单元自身控制算法的输出功率参考值；将所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值第一修正量、所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值第二修正量和动态负荷需求求和，获得所述配电网接口功率单元的最终消耗量，所述最终消耗量用于修正所述配电网接口功率单元自身控制算法的消耗功率参考值。优选地，通过电能调度优化算法获得储能电池功率单元的输出功率参考值第一修正量和配电网接口功率单元的消耗功率参考值第一修正量，包括：采集电能路由器所在地的实时环境参数，所述环境参数包括光照强度、环境温度、风速；根据所述环境参数计算获得光伏发电功率单元的最大输出功率理论值、风力发电功率单元的最大输出功率理论值；采集交流负荷功率单元的实际功率、直流负荷单元的实际功率、储能电池荷电状态系数；计算获得所述储能电池功率单元和所述配电网接口功率单元的可调度容量；比较所述光伏发电功率单元的最大输出功率理论值、所述风力发电功率单元的最大输出功率理论值的总和与所述交流负荷功率单元的实际功率、所述直流负荷单元的实际功率的总和，获得功率偏差值；在所述储能电池功率单元和所述配电网接口功率单元的可调度容量约束条件下，根据所述功率偏差值和储能电池功率单元单位电能的发电成本和配电网接口功率单元单位电能的消纳成本，获得所述储能电池功率单元的输出功率参考值第一修正量和所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值第一修正量。优选地，通过电能平衡协调控制算法获得所述储能电池功率单元的输出功率参考值第二修正量、所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值第二修正量和动态负荷需求，包括：所述电能平衡协调控制算法包括：电能第二平衡控制算法和电能动态响应算法；所述电能第二平衡控制算法包括：采集系统内部直流母线电压实测值；将所述直流母线电压实测值与额定电压进行比较，获得电压偏差值；所述电压偏差值经过PI控制器调节得到所述储能电池功率单元的输出功率参考值第二修正量和所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值第二修正量；所述电能动态响应算法包括：获得各负荷接入端口的动态负荷需求，将所述动态负荷需求用于修正所述储能电池功率单元的输出功率参考值和所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值。优选地，根据所述环境参数计算获得光伏发电功率单元的最大输出功率理论值、风力发电功率单元的最大输出功率理论值，包括：根据电能路由器所在地的光照强度测量值、环境温度测量值、风速测量值，利用光伏发电系统和风力发电系统厂家提供的数学模型计算光伏发电和风力发电功率单元的最大输出功率理论值。优选地，计算获得所述储能电池功率单元和所述配电网接口功率单元的可调度容量，包括：将所述储能电池荷电状态系数减去0.3，再与储能电池额定容量相乘，获得储能电池功率单元的可调度容量；将所述配电网接口功率单元的额定容量减去所述配电网接口功率单元的实时功率，获得所述配电网接口功率单元的可调度容量。优选地，所述动态负荷需求为负荷控制系统指令循环周期的前后两次总负荷测量值之差的平均值。基于上述实施例可见，本专利技术实施例提供的多端口电能路由器能量协调控制方法，首先通过电能调度优化算法获得储能电池功率单元的输出功率参考值第一修正量、配电网接口功率单元的消耗功率参考值第一修正量，和通过电能平衡协调控制算法获得储能电池功率单元的输出功率参考值第二修正量、配电网接口功率单元的消耗功率参考值第二修正量和动态负荷需求，然后分别将储能电池功率单元的输出功率参考值第一修正量、输出功率参考值第二修正量以及动态负荷需求求和，配电网接口功率单元的消耗功率参考值第一修正量、消耗功率参考值第二修正量以及动态负荷需求求和，获得储能电池功率单元的最终输出量以及配电网接口功率单元的最终消耗量，最后用最终输出量修正储能电池功率单元自身控制算法的输出功率参考值以及用最终消耗量修正配电网接口功率单元自身控制算法的消耗功率参考值，实现多端口电能路由器的能量协调控制作用。本专利技术基于电能路由器中各供能功率单元与负荷单元的功率偏差、系统直流母线电压偏差和负荷动态变化三个变量对各功率单元自身控制器的输出功率参考值进行修正，可以提高系统的稳定性和动态性能。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种多端口电能路由器能量协调控制方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种电能调度优化算法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的一种电能平衡协调控制算法的原理图；图4为本专利技术实施例提供的一种能量协调控制方法作用于多端口电能路由器的原理图。具体实施方式为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多端口电能路由器能量协调控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n通过电能调度优化算法获得储能电池功率单元的输出功率参考值第一修正量和配电网接口功率单元的消耗功率参考值第一修正量；/n通过电能平衡协调控制算法获得所述储能电池功率单元的输出功率参考值第二修正量、所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值第二修正量和动态负荷需求；/n将所述储能电池功率单元的输出功率参考值第一修正量、所述储能电池功率单元的输出功率参考值第二修正量和动态负荷需求求和，获得所述储能电池功率单元的最终输出量，所述最终输出量用于修正所述储能电池功率单元自身控制算法的输出功率参考值；/n将所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值第一修正量、所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值第二修正量和动态负荷需求求和，获得所述配电网接口功率单元的最终消耗量，所述最终消耗量用于修正所述配电网接口功率单元自身控制算法的消耗功率参考值。/n

【技术特征摘要】
1.一种多端口电能路由器能量协调控制方法，其特征在于，所述方法包括：
通过电能调度优化算法获得储能电池功率单元的输出功率参考值第一修正量和配电网接口功率单元的消耗功率参考值第一修正量；
通过电能平衡协调控制算法获得所述储能电池功率单元的输出功率参考值第二修正量、所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值第二修正量和动态负荷需求；
将所述储能电池功率单元的输出功率参考值第一修正量、所述储能电池功率单元的输出功率参考值第二修正量和动态负荷需求求和，获得所述储能电池功率单元的最终输出量，所述最终输出量用于修正所述储能电池功率单元自身控制算法的输出功率参考值；
将所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值第一修正量、所述配电网接口功率单元的消耗功率参考值第二修正量和动态负荷需求求和，获得所述配电网接口功率单元的最终消耗量，所述最终消耗量用于修正所述配电网接口功率单元自身控制算法的消耗功率参考值。


2.根据权利要求1所述的多端口电能路由器能量协调控制方法，其特征在于，通过电能调度优化算法获得储能电池功率单元的输出功率参考值第一修正量和配电网接口功率单元的消耗功率参考值第一修正量，包括：
采集电能路由器所在地的实时环境参数，所述环境参数包括光照强度、环境温度、风速；
根据所述环境参数计算获得光伏发电功率单元的最大输出功率理论值、风力发电功率单元的最大输出功率理论值；
采集交流负荷功率单元的实际功率、直流负荷单元的实际功率、储能电池荷电状态系数；
计算获得所述储能电池功率单元和所述配电网接口功率单元的可调度容量；
比较所述光伏发电功率单元的最大输出功率理论值、所述风力发电功率单元的最大输出功率理论值的总和与所述交流负荷功率单元的实际功率、所述直流负荷单元的实际功率的总和，获得功率偏差值；
在所述储能电池功率单元和所述配电网接口功率单元的可调度容量约束条件下，根据所述功率偏差值和储能电池功率单元单位电能的发电成本和配电网接口功率单元单位电能的消纳成本，获得所述储能电池功率单元的输出功率参考值第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖华根，苏适，陈晓云，陆海，聂永杰，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53