一种多能互补的分布式电源控制方法及系统技术方案

本申请实施例提供的多能互补的分布式电源控制方法及系统，包括分布式电源控制系统信息采集模块采集信息数据后发至分布式电源控制系统优化调度模块辨识、分析及判断，根据得到的最优控制方案向分布式电源控制系统控制管理模块发送最优控制指令，电力调度模块控制发电装置发电，分布式电源控制系统控制管理模块与电力调度模块数据交互，将接收的电力调度模块发送的控制分布式能源的数据发至分布式电源控制系统优化调度模块，根据最优控制指令，对发电和储能最优控制，将最优控制的控制状态发至分布式电源控制系统信息采集模块。通过风力、光伏、水力和储能发电分担水库的能源职能，由环境、天气因素动态切换主电源，保障资源合理分配和供电可靠性。源合理分配和供电可靠性。源合理分配和供电可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种多能互补的分布式电源控制方法及系统


[0001]本申请涉及分布式能源领域，尤其涉及一种多能互补的分布式电源控制方法及系统。

技术介绍

[0002]电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户，一次能源的利用率直接影响一次能源转化成电能的效率，一次能源转化成电能的效率会对供电可靠性造成影响。
[0003]为了提高一次能源利用率，进而满足居民用户对于可靠供电的要求，现有技术采用分布式能源，分布式能源是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，将用户多种能源需求，以及资源配置状况进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式。
[0004]可转换为电能的一次能源具有多种，然而，上述现有技术中的分布式能源多为基于风电的分布式能源，当风力较小时，会造成风能转换成电能的效率较低，无法达到设定的供电需求，进而造成供电可靠性较低，且造成了一次能源的浪费。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种多能互补的分布式电源控制方法，以解决供电可靠性较低的技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
[0007]第一方面，本申请实施例公开了一种多能互补的分布式电源控制方法，包括分布式电源控制系统信息采集模块采集包括气象信息、水资源信息、控制器电气信息、逆变器电气信息和分布式电源控制系统控制管理模块发送的控制状态信息的信息数据，并将信息数据发送至分布式电源控制系统优化调度模块；
[0008]分布式电源控制系统优化调度模块对信息数据进行辨识、分析及判断，得到最优控制方案，并根据最优控制方案，向分布式电源控制系统控制管理模块发送最优控制指令；
[0009]分布式电源控制系统控制管理模块与电力调度模块进行数据交互，将电力调度模块发送至分布式电源控制系统控制管理模块的数据作为控制分布式能源的数据，分布式电源控制系统控制管理模块向电力调度模块发送发电控制指令，电力调度模块控制发电装置进行发电；
[0010]分布式电源控制系统控制管理模块将控制分布式能源的数据发送至分布式电源控制系统优化调度模块，分布式电源控制系统控制管理模块根据最优控制指令，对发电和储能进行最优控制，并将最优控制的控制状态发送至分布式电源控制系统信息采集模块。
[0011]可选的，分布式电源控制系统优化调度模块对信息数据进行辨识、分析及判断，得
到最优控制方案前，包括：
[0012]分布式电源控制系统优化调度模块设置有结合电价和用电需求的分布式电源和储能充放电的经济控制策略，其中，当电价高、用电需求大且用电需求紧迫时，分布式电源控制系统控制管理模块向电力调度模块发送并网指令，电力调度模块控制发电装置进行快速供电；
[0013]当电价低、用电需求小且用电需求迟缓时，分布式电源控制系统控制管理模块向电力调度模块发送离网指令，电力调度模块控制发电装置对储能装置进行充电储能或电力调度模块控制发电装置进行延迟供电。
[0014]可选的，电力调度模块接收离网指令后，进行离网控制，离网控制时，电压频率响应控制指令，当频率判据满足f<f
min
或ΔP>0且t>T时，通过公式ΔP＝K*Δf进行功率缺额量计算，若ΔP>0对风光水机组进行调节减少输出的有功功率，当ΔP<0对储能装置进行充电量进行下调，其中，f为频率，ΔP为功率缺额量，K为可变常数，Δf为频率变化量。
[0015]可选的，分布式电源控制系统控制管理模块向电力调度模块发送离网指令，包括：
[0016]离网运行时，功率控制的控制准则满足功率平衡约束公式，功率平衡约束公式如下：
[0017][0018]其中，P、Q为有功功率、无功功率，P
bat.AC
、Q
bat.AC
为储能装置功率，充电为正，AC、DC为分别为交流侧、直流侧，P
1.AC
、Q
1.AC
为负荷功率，AC为交流侧，DC为直流侧，P
con
、Q
con
为交流流向直流为正，P
dis.AC
、Q
dis.AC
为水电、光伏、风电电源功率，发出为正。
[0019]分布式电源控制系统控制管理模块向电力调度模块发送离网指令，包括：
[0020]可选的，离网运行时，功率控制满足功率平衡约束、电压、电源输出的有功功率、储能荷电状态的边界约束，边界约束公式如下：
[0021]f
min
≤f≤f
max
[0022]U
min.AC
≤U
AC
≤U
max.AC
[0023]U
min.DC
≤U
DC
≤U
max.DC
[0024]SOC
min.AC(DC).j
≤SOC
AC(DC).j
≤SOC
max.AC(DC).j
[0025]P
min.dis.AC(DC).i
≤P
dis.AC(DC).i
≤P
max.dis.AC(DC).i
[0026]S
min.dis.AC.i
≤S
dis.AC.i
≤S
max.dis.AC.i
[0027]‑
P
max.discharge.AC(DC).j
≤P
bat.AC(DC).j
≤P
max.discharge.AC(DC).j
[0028]S
bat.AC.j
≤S
max.bat.AC.j
[0029]∑P
backup
≤∑P
min.backup
[0030]∑Q
backup
≤∑Q
min.backup
[0031]其中，f、U
AC
、U
DC
、S为交流侧频率、交流电压、直流电压、视在功率，SOC
AC(DC).j
为储能装置荷电状态，j为储能装置编号，SOC
min.AC(DC).j
、SOC
max.AC(DC).j
为储能荷电状态允许上下限，P
min.dis.AC(DC).i
、P
max.dis.AC(DC).i
为水电、光伏、风电电源发电有功功率上下限，i为分布式电源编号，S
min.dis.AC.i
、S
max.dis.AC.i...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能互补的分布式电源控制方法，其特征在于，包括：分布式电源控制系统信息采集模块采集包括气象信息、水资源信息、控制器电气信息、逆变器电气信息和分布式电源控制系统控制管理模块发送的控制状态信息的信息数据，并将所述信息数据发送至分布式电源控制系统优化调度模块；所述分布式电源控制系统优化调度模块对所述信息数据进行辨识、分析及判断，得到最优控制方案，并根据所述最优控制方案，向所述分布式电源控制系统控制管理模块发送最优控制指令；所述分布式电源控制系统控制管理模块与电力调度模块进行数据交互，将电力调度模块发送至所述分布式电源控制系统控制管理模块的数据作为控制分布式能源的数据，所述分布式电源控制系统控制管理模块向所述电力调度模块发送发电控制指令，所述电力调度模块控制发电装置进行发电；所述分布式电源控制系统控制管理模块将所述控制分布式能源的数据发送至所述分布式电源控制系统优化调度模块，所述分布式电源控制系统控制管理模块根据所述最优控制指令，对发电和储能进行最优控制，并将所述最优控制的控制状态发送至分布式电源控制系统信息采集模块。2.根据权利要求1所述的多能互补的分布式电源控制方法，其特征在于，所述分布式电源控制系统优化调度模块对所述信息数据进行辨识、分析及判断，得到最优控制方案前，包括：所述分布式电源控制系统优化调度模块设置有结合电价和用电需求的分布式电源和储能充放电的经济控制策略，其中，当电价高、用电需求大且用电需求紧迫时，分布式电源控制系统控制管理模块向电力调度模块发送并网指令，电力调度模块控制发电装置进行快速供电；当电价低、用电需求小且用电需求迟缓时，分布式电源控制系统控制管理模块向电力调度模块发送离网指令，电力调度模块控制发电装置对储能装置进行充电储能或电力调度模块控制发电装置进行延迟供电。3.根据权利要求2所述的多能互补的分布式电源控制方法，其特征在于，所述分布式电源控制系统控制管理模块向电力调度模块发送离网指令后，包括：电力调度模块接收离网指令后，进行离网控制，离网控制时，电压频率响应控制指令，当频率判据满足f<f
min
或ΔP>0且t>T时，通过公式ΔP＝K*Δf进行功率缺额量计算，若ΔP>0对风光水机组进行调节减少输出的有功功率，当ΔP<0对储能装置进行充电量进行下调，其中，f为频率，ΔP为功率缺额量，K为可变常数，Δf为频率变化量。4.根据权利要求2所述的多能互补的分布式电源控制方法，其特征在于，所述分布式电源控制系统控制管理模块向电力调度模块发送离网指令，包括：离网运行时，功率控制的控制准则满足功率平衡约束公式，功率平衡约束公式如下：其中，P、Q为有功功率、无功功率，P
bat.AC
、Q
bat.AC
为储能装置功率，充电为正，AC、DC为分别为交流侧、直流侧，P
1.AC
、Q
1.AC
为负荷功率，AC为交流侧，DC为直流侧，P
con
、Q
con
为交流流向
直流为正，P
dis.AC
、Q
dis.AC
为水电、光伏、风电电源功率，发出为正。5.根据权利要求2所述的多能互补的分布式电源控制方法，其特征在于，所述分布式电源控制系统控制管理模块向电力调度模块发送离网指令，包括：离网运行时，功率控制满足功率平衡约束、电压、电源输出的有功功率、储能荷电状态的边界约束，边界约束公式如下：f
min
≤f≤f
max
U
min.AC
≤U
AC
≤U
max.AC
U
min.DC
≤U
DC
≤U
max.DC
SOC
min.AC(DC).j
≤SOC
AC(DC).j
≤SOC
max.AC(DC).j
P
min.dis.AC(DC).i
≤P
dis.AC(DC).i
≤P
max.dis.AC(DC).i
S
min.dis.AC.i
≤S
dis.AC.i
≤S
max.dis.AC.i
‑
P
max.discharge.AC(DC).j
≤P
bat.AC(DC).j
≤P
max.discharge.AC(DC).j
S
bat.AC.j
≤S
max.bat.AC.j
∑P
backup
≤∑P
min.backup
∑Q
backup
≤∑Q
min.backup
其中，f、U
AC
、U
DC
、S为交流侧频率、交流电压、直流电压、视在功率，SOC
AC(DC).j
为储能装置荷电状态，j为储能装置编号，SOC
min.AC(DC).j
、SOC
max.AC(DC).j
为储能荷电状态允许上下限，P
min.dis.AC(DC).i
、P
max.dis.AC(DC).i
为水电、光伏、风电电源发电有功功率上下限，i为分布式电源编号，S
min.dis.AC.i
、S
max.dis.AC.i
为水电、光伏、风电电源发电视在功率上下限，P
max.dischargeA.C(DC).j
P
max.discharg.eAC(DC).j
为储能装置最大充电有功功率和最大放电有功功率，S
max.bat.AC.j
为储能装置允许最大视在功率，为可调度电源有功备用容量之和、系统允许最小有功备用容量，∑Q
backup
、∑Q
min.backup
为可调度电源无功备用容量之和、系统允许最小无功备用容量。6.根据权利要求2所述的多能互补的分布式电源控制方法，其特征在于，所述分布式电源控制系统控制管理模块向电力调度模块发送并网指令，包括：分布式能源并网运行时，依据并网联络线交换功率计划曲线执行功率控制，控制准则满足功率平衡约束，功率平衡约束公式如下：其中，P
exch
、Q
exch
为多能互补分布式能源与电网间的有功、无功交换功率，微电网吸收为正，P
bat.AC
、P
bat.DC
、Q
bat.AC
为储能装置功率，充电为正，P
1.AC
、P
1.DC
、Q
1.AC
为负荷功率，AC为交流侧，DC为直流侧，P
con
、Q
con
为交流流向直流为正，P
dis.AC(DC)
、Q
dis.AC
为除储能装置外分布式电源功率，发出为正。7.根据权利要求2所述的多能互补的分布式电源控制方法，其特征在于，所述分布式电源控制系统控制管理模块向电力调度模块发送并网指令，包括：多能互补分布式能源并网运行时，功率控制满足功率平衡约束的同时满足电压、电源输出的有功功率、储能荷电状态的边界约束，边界约束公式如下：U
min.DC
≤U
DC
≤U
max.DC
SOC
min.AC(DC).j
≤SOC
AC(DC).j
≤SOC
max.AC(DC).j
P
min.dis.AC(DC).i
≤P
dis.AC(DC).i
≤P
max.dis.AC(DC).i
S
min.dis.AC.i
≤S
dis.AC.i
≤S
max.dis.AC.i
‑
P
max.discharge.AC(DC).j
≤P
bat.AC(DC).j
≤P
max.discharge.AC(DC).j
S
bat.AC.j...

【专利技术属性】
技术研发人员：许守东，丁心志，奚鑫泽，何廷一，陈勇，张丽，周鑫，徐志，何鑫，
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：