一种基于预测控制的光储微电网运行控制方法技术

本发明专利技术属于光储微电网技术领域，特别涉及一种基于预测控制的光储微电网运行控制方法。基于光伏和负载预测，对光储微电网在并网和离网下分别实现最优运行控制。本发明专利技术利用光伏和负荷预测应用于光储微电网，达到平抑光伏、削峰填谷、平滑输出等效果，实现经济效益提高5％‑10％。

【技术实现步骤摘要】
一种基于预测控制的光储微电网运行控制方法
本专利技术属于光储微电网
，特别涉及一种基于预测控制的光储微电网运行控制方法。
技术介绍
由于分布式光伏发电具有供电灵活、节省输变电投资、减少线路损耗、资源和环境友好等优点，通过与大电网连接为用户提供稳定、可靠的电能供应，并且在大电网故障时能离网运行，保证了供电的连续性和高的电能质量。最近几年迅速发展起来，并作为国家的一项长期发展战略。但是，光伏分布式发电也存在随机性强、间歇性明显的特点，出力波动幅度大，波动频率也无规律性，因此，加入储能组成光储微电网，实现光伏发电的平滑输出，解决需求侧负荷的稳定可靠供电，并通过有效的控制方式实现削峰填谷为用户实现经济的用电，建设电网友好型微电网。光储微电网主要由分布式光伏发电系统、电池储能系统、负荷系统以及相关的配电、能量管理系统(EMS)等组成的包括发、输、配、用管理系统在内的小型局域电网，并通过唯一的公共连接点接入大电网，既可以并网运行也可以独立运行。其中，有电网支撑时，光伏储能系统作为微电网内的主要供电微电源，负荷用电主要来自于光伏发电，储能系统则可以平滑光伏发电波动，提高微电源的电网接入友好性；电网停电时，光储微电网则启动应急备用供电功能，由储能变流器建立微网母线支撑，光伏发电系统可为微电网内的负荷提供持续的能量供应。目前我国仅对并网式分布式光伏进行补贴，而且补贴金额将不断下降，加入储能组成光储微电网虽然解决了用电可靠性等问题，但增加成本导致回收周期增长，投资收益比变差。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于预测控制的光储微电网运行控制方法，可以实现经济效益最大化。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于预测控制的光储微电网运行控制方法，其特征是：基于光伏和负载预测，对光储微电网在并网和离网下分别实现最优运行控制，具体步骤如下：并网模式下：(1)电价谷时段，储能系统恒压模式充电，电量充到设定值；(2)电价峰时段，当光伏功率值小于负载功率值时，储能系统恒功率模式放电，放电功率值＝系数*(负载功率值-光伏功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量降到最低预警值时，放电功率降为较低定值，当储能电量降到最低电量报警值时，停止放电，微电网只从电网取电；当光伏功率值大于负载功率值时，储能系统恒功率模式充电，充电功率值＝系数*(光伏功率值-负载功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量升到最高预警值时，充电功率降为较低定值，当储能电量升到最高电量报警值时，停止充电，光伏发电多余电量上网；(3)电价平时段1，当预测光伏发电未来短期时间内正常，储能系统按照恒功率模式放电，放电功率值＝系数*(负载功率值-光伏功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量降到最低预警值时，放电功率降为较低定值，当储能电量降到最低电量报警值时，停止放电，微电网只从电网取电；当预测光伏发电未来短时间内无法正常工作，储能系统待机；(4)电价平时段2，当光伏功率值大于负载功率值时，储能系统恒功率模式充电，充电功率值＝系数*(光伏功率值-负载功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量升到最高预警值时，充电功率降为较低定值，当储能电量升到最高电量报警值时，停止充电，光伏发电多余电量上网；当光伏功率值小于负载功率值时，储能系统待机；(5)电价平时段3，当储能系统剩余电量大于最低电量预警值，储能系统按照恒功率模式放电，放电功率值＝系数*(负载功率值-光伏功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量降到最低预警值时，放电功率降为较低定值，当储能电量降到最低电量报警值时，储能系统待机，微电网只从电网取电；微电网并网模式转到离网模式：(1)预测光伏系统未来短期时间内发电功率大于负荷功率，储能系统电量小于最高预警值时，储能系统恒功率模式充电，充电功率值＝(光伏功率值-负载功率值)，负荷正常工作；储能系统电量大于最高预警值，而小于时最高电量报警值时，充电功率降为较低定值，光伏系统限制发电功率，光伏功率＝系数*负荷功率，系数取值为1-1.1，负荷正常工作；储能系统电量升至最高报警值时，储能系统开始以较低定值放电，此时，限制光伏发电功率，光伏功率＝系数*负荷功率，系数取值为0.9-1，负荷正常工作；(2)预测光伏系统未来短期时间内发电功率小于负荷功率，储能系统电量储能系统电量大于最低预警值时，储能系统恒功率模式放电，放电功率值＝系数*(负载功率值-光伏功率值)，系数取值为1-1.1，负荷正常工作；储能系统电量小于最高预警值，而大于时最低电量报警值时，负荷系统保留一级负荷，放电功率值＝系数*(负载功率值-光伏功率值)；系数取值为1-1.1，储能系统电量降至最低报警值时，关停负荷系统。所述并网模式下的电价谷时段为当日23:00～次日7:00，充电设定值为储能系统额定总电量的50％-60％。所述并网模式下的电价峰时段为当日8:30～当日11:30、当日16:00～当日21:00，最低预警值为储能系统额定总电量的30％-35％，最高预警值为储能系统额定总电量的85％-90％，最低电量报警值为储能系统额定总电量的20％-25％，最高电量报警值为储能系统额定总电量的95％-98％，较低定值为储能系统额定总电量的1％-2％。所述并网模式下的电价平时段1为当日7:00～当日8:30，未来短时间内为1小时内，最低预警值为储能系统额定总电量的30％-35％，最低电量报警值为储能系统额定总电量的20％-25％，较低定值为储能系统额定总电量的1％-2％。所述并网模式下的电价平时段2为当日11:30～当日16:00，最高预警值为储能系统额定总电量的85％-90％，最高电量报警值为储能系统额定总电量的95％-98％，较低定值为储能系统额定总电量的1％-2％。所述并网模式下的电价平时段3为当日21:00～当日23:00，最低预警值为储能系统额定总电量的35％，最低电量报警值为储能系统额定总电量的20％-25％，较低定值为储能系统额定总电量的1％-2％。所述微电网并网模式转到离网模式下的未来短时间内为1小时内，最高预警值为储能系统额定总电量的85％-90％，最高电量报警值为储能系统额定总电量的95％-98％，最低预警值为储能系统额定总电量的30％-35％，最低电量报警值为储能系统额定总电量的20％-25％，较低定值为储能系统额定总电量的1％-2％。本专利技术利用光伏和负荷预测应用于光储微电网，达到平抑光伏、削峰填谷、平滑输出等效果，实现经济效益提高5％-10％。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进一步说明：实施例1一种基于预测控制的光储微电网运行控制方法，基于光伏和负载预测，对光储微电网在并网和离网下分别实现最优运行控制，具体步骤如下：并网模式下：(1)电价谷时段(当日23:00～次日7:00)，储能系统恒压模式充电，电量充到设定值(储能系统额定总电量的50％)；(2)电价峰时段(当日8:30～当日11:30、当日16:00～当日21:00)，当光伏功率值小于负载功率值时，储能系统恒功率模式放电，放电功率值＝系数*(负载功率值-光伏功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量降到最低预警值(储能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于预测控制的光储微电网运行控制方法，其特征是：基于光伏和负载预测，对光储微电网在并网和离网下分别实现最优运行控制，具体步骤如下：并网模式下：(1)电价谷时段，储能系统恒压模式充电，电量充到设定值；(2)电价峰时段，当光伏功率值小于负载功率值时，储能系统恒功率模式放电，放电功率值＝系数*(负载功率值‑光伏功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量降到最低预警值时，放电功率降为较低定值，当储能电量降到最低电量报警值时，停止放电，微电网只从电网取电；当光伏功率值大于负载功率值时，储能系统恒功率模式充电，充电功率值＝系数*(光伏功率值‑负载功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量升到最高预警值时，充电功率降为较低定值，当储能电量升到最高电量报警值时，停止充电，光伏发电多余电量上网；(3)电价平时段1，当预测光伏发电未来短期时间内正常，储能系统按照恒功率模式放电，放电功率值＝系数*(负载功率值‑光伏功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量降到最低预警值时，放电功率降为较低定值，当储能电量降到最低电量报警值时，停止放电，微电网只从电网取电；当预测光伏发电未来短时间内无法正常工作，储能系统待机；(4)电价平时段2，当光伏功率值大于负载功率值时，储能系统恒功率模式充电，充电功率值＝系数*(光伏功率值‑负载功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量升到最高预警值时，充电功率降为较低定值，当储能电量升到最高电量报警值时，停止充电，光伏发电多余电量上网；当光伏功率值小于负载功率值时，储能系统待机；(5)电价平时段3，当储能系统剩余电量大于最低电量预警值，储能系统按照恒功率模式放电，放电功率值＝系数*(负载功率值‑光伏功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量降到最低预警值时，放电功率降为较低定值，当储能电量降到最低电量报警值时，储能系统待机，微电网只从电网取电；微电网并网模式转到离网模式：(1)预测光伏系统未来短期时间内发电功率大于负荷功率，储能系统电量小于最高预警值时，储能系统恒功率模式充电，充电功率值＝(光伏功率值‑负载功率值)，负荷正常工作；储能系统电量大于最高预警值，而小于时最高电量报警值时，充电功率降为较低定值，光伏系统限制发电功率，光伏功率＝系数*负荷功率，系数取值为1‑1.1，负荷正常工作；储能系统电量升至最高报警值时，储能系统开始以较低定值放电，此时，限制光伏发电功率，光伏功率＝系数*负荷功率，系数取值为0.9‑1，负荷正常工作；(2)预测光伏系统未来短期时间内发电功率小于负荷功率，储能系统电量储能系统电量大于最低预警值时，储能系统恒功率模式放电，放电功率值＝系数*(负载功率值‑光伏功率值)，系数取值为1‑1.1，负荷正常工作；储能系统电量小于最高预警值，而大于时最低电量报警值时，负荷系统保留一级负荷，放电功率值＝系数*(负载功率值‑光伏功率值)；系数取值为1‑1.1，储能系统电量降至最低报警值时，关停负荷系统。...

【技术特征摘要】
1.一种基于预测控制的光储微电网运行控制方法，其特征是：基于光伏和负载预测，对光储微电网在并网和离网下分别实现最优运行控制，具体步骤如下：并网模式下：(1)电价谷时段，储能系统恒压模式充电，电量充到设定值；(2)电价峰时段，当光伏功率值小于负载功率值时，储能系统恒功率模式放电，放电功率值＝系数*(负载功率值-光伏功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量降到最低预警值时，放电功率降为较低定值，当储能电量降到最低电量报警值时，停止放电，微电网只从电网取电；当光伏功率值大于负载功率值时，储能系统恒功率模式充电，充电功率值＝系数*(光伏功率值-负载功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量升到最高预警值时，充电功率降为较低定值，当储能电量升到最高电量报警值时，停止充电，光伏发电多余电量上网；(3)电价平时段1，当预测光伏发电未来短期时间内正常，储能系统按照恒功率模式放电，放电功率值＝系数*(负载功率值-光伏功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量降到最低预警值时，放电功率降为较低定值，当储能电量降到最低电量报警值时，停止放电，微电网只从电网取电；当预测光伏发电未来短时间内无法正常工作，储能系统待机；(4)电价平时段2，当光伏功率值大于负载功率值时，储能系统恒功率模式充电，充电功率值＝系数*(光伏功率值-负载功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量升到最高预警值时，充电功率降为较低定值，当储能电量升到最高电量报警值时，停止充电，光伏发电多余电量上网；当光伏功率值小于负载功率值时，储能系统待机；(5)电价平时段3，当储能系统剩余电量大于最低电量预警值，储能系统按照恒功率模式放电，放电功率值＝系数*(负载功率值-光伏功率值)，系数取值范围0～1，可设定修改，当储能系统电量降到最低预警值时，放电功率降为较低定值，当储能电量降到最低电量报警值时，储能系统待机，微电网只从电网取电；微电网并网模式转到离网模式：(1)预测光伏系统未来短期时间内发电功率大于负荷功率，储能系统电量小于最高预警值时，储能系统恒功率模式充电，充电功率值＝(光伏功率值-负载功率值)，负荷正常工作；储能系统电量大于最高预警值，而小于时最高电量报警值时，充电功率降为较低定值，光伏系统限制发电功率，光伏功率＝系数*负荷功率，系数取值为1-1.1，负荷正常工作；储能系统电量升至最高报警值时，储能系统开始以较低定值放电，此时，限制光伏发电功率，光伏功率＝系数*负荷功率，系数取值为0.9-1，负荷正常工作；(2)预测光伏系统未来短期时间内发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞德振，张晓峰，张可欣，辛娜，谭毅，
申请(专利权)人：大工青岛新能源材料技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37