光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法技术

光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法，属于微电网运维技术领域，包括建立光储充用一体化系统的数学模型及其约束条件，通过建立的约束条件以及光储充用一体化系统的光伏和负荷的功率差额获得储能设备的充放电策略；本发明专利技术在计及各类能源转换、存储、传输装置的相关约束和系统平衡约束的基础上，同时考虑农村实际用能情况，进而提出基于分时电价的光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法，从而促进光伏消纳和起到“削峰填谷”的作用。的作用。的作用。

【技术实现步骤摘要】
光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法


[0001]本专利技术属于微电网运维
，特别是涉及到一种应用于含光伏和充电桩的农村微电网优化运行控制方法。

技术介绍

[0002]随着“双碳目标”的提出，低碳发展模式已经越来越受到认可。在农村大量铺设光伏并建设一定数量的充电桩，是一个有效提升光伏消纳率和增加新能源电动汽车保有量的方法。一个有效的光储充用一体化的低碳型农村微电网运行控制方法对维持农村微电网的功率平衡，提升农村生产生活用能的可靠性、经济性以及清洁性具有重大的意义。
[0003]虽然，目前在光储充用一体化系统的运行控制方法的研究方面已经取得了一些成果，但是现有成果并未充分考虑光储充用一体化系统在农村的应用场景，以及如何有效的利用光储充用一体化系统实现“削峰填谷”。
[0004]所以，现有技术亟需一种新的技术方案来解决针对大量光伏以及充电桩并入农村微电网后造成的光伏消纳率降低和用能上出现“峰上加峰”问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法，在计及各类能源转换、存储、传输装置的相关约束和系统平衡约束的基础上，同时考虑农村实际用能情况，进而提出基于分时电价的光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法，从而促进光伏消纳和起到“削峰填谷”的作用。
[0006]光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
[0007]步骤一、建立光储充用一体化系统的数学模型，包括光伏模型、储能模型以及充电桩模型；
[0008]步骤二、建立光储充用一体化系统数学模型的约束条件，包括光伏模型的光伏功率输出约束，储能模型的充电负荷、储能系统ESS与电网之间的功率平衡约束，充电桩模型的电池充放电功率约束、电能状态约束以及电池充放电速率约束；
[0009]步骤三、通过所述步骤二建立的约束条件以及光储充用一体化系统的光伏和负荷的功率差额获得储能设备的充放电策略。
[0010]所述步骤一光伏模型为光伏发电系统的输出功率
[0011][0012]式中，P
PV
为光伏发电的输出功率；P
STC
为光伏发电的额定功率；I为太阳辐照度；I
STC
为STC下的太阳辐照度；T为光伏发电的运行温度；T
STC
为STC下的运行温度；k为功率温度系数。
[0013]所述步骤一储能模型为蓄电池的荷电状态SOC，
[0014][0015]式中，Q
n
为蓄电池额定容量，i(τ)为充放电电流，SOC为蓄电池剩余电量百分比(荷电状态)，N
b
‑
s
与N
b
‑
q
分别为蓄电池中电池串联和并联个数。
[0016]所述步骤一充电桩模型为集中式充电桩模型，
[0017][0018][0019]式中，P
centralBESS,t
为t时刻的储能系统ESS功率；P
limit
为P
grid
允许的最大功率，P
grid
为并网功率；μ为初始充电负荷峰值降低的百分比；P
i,t
为充电功率。
[0020]所述步骤二光伏模型的光伏功率输出约束为，
[0021][0022]式中，PoutPV(t)为光伏在t时刻的输出功率；PmaxPV(t)，Pmin PV(t)分别为光伏在t时刻的最大和最小输出功率。
[0023]所述步骤二储能模型的充电负荷、储能系统ESS与电网之间的功率平衡约束为，
[0024][0025]式中，P
grid,t
为上层电网在t时刻的功率；L
i,t
为第i号充电桩在t时刻的充电负荷；P
i,t
为分布式储能系统ESS在第i号充电桩t时刻的充放电功率，+为充电功率、
‑
为放电功率；P
central,t
为集中式储能系统ESS的充放电功率，+为充电功率、
‑
为放电功率。
[0026]所述步骤二充电桩模型的电池充放电功率约束为，
[0027][0028]式中，P
dis,t
为ESS放电功率；P
ch,t
为ESS充电功率；Δt是功率采样间隔；
[0029]所述电能状态约束包括电池充放电深度、储能系统ESS容量与功率输入输出容量的关系约束和储能系统ESS容量约束，
[0030]电池充放电深度、储能系统ESS容量与功率输入输出容量的关系约束为，
[0031][0032][0033]SOE
min
≤SOE(t)≤SOE
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0034]式中，SOE(t)为电池在t时刻的能量状态，SOE
min
为储能的最小放电深度，SOE
max
为储能的最大放电深度；η
dis
为放电效率；η
ch
为充电效率；E为ESS的额定容量；
[0035]储能系统ESS容量约束为集中式充电桩的约束条件，
[0036]将ESS容量上限设置为C
limit
，
[0037][0038]式中，SOE
max
为储能的最大放电深度；Q
ct1
(t)为t时刻ESS剩余容量；
[0039]电池充放电速率约束为，
[0040][0041]式中，C为电池充放电速率。
[0042]所述步骤三光伏和负荷的功率差额ΔP为，
[0043]ΔP＝P
pv
‑
P
load
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0044]式中，P
pv
为光伏发电功率，P
load
为负荷功率；
[0045]ΔP<0，且为峰时电价，光伏发电功率不满足负荷所需功率，充电桩消耗光伏电能后，储能装置以最大放电功率放电抵消差额功率，多余电量反送电网，不足电量从电网获取；
[0046]ΔP<0，且为谷时电价，光伏发电功率不满足负荷所需功率，充电桩消耗光伏电能后，储能装置抵消差额功率，不足电量从电网获取；
[0047]ΔP>0，且为谷时电价，光伏发电功率满足充电桩及民用负荷所需功率，充电桩及民用负荷将消耗光伏电能后，差额功率充入储能装置，剩余功率反送电网；
[0048]ΔP>0，且为峰时电价，光伏发电功率满足充电桩及民用负荷所需功率，充电桩及民用负荷将消耗光伏电能后，差额功率反送电网，剩余功率充入储能装置。
[0049]通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：光储充用一体化的低碳型农村微电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，步骤一、建立光储充用一体化系统的数学模型，包括光伏模型、储能模型以及充电桩模型；步骤二、建立光储充用一体化系统数学模型的约束条件，包括光伏模型的光伏功率输出约束，储能模型的充电负荷、储能系统ESS与电网之间的功率平衡约束，充电桩模型的电池充放电功率约束、电能状态约束以及电池充放电速率约束；步骤三、通过所述步骤二建立的约束条件以及光储充用一体化系统的光伏和负荷的功率差额获得储能设备的充放电策略。2.根据权利要求1所述的光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法，其特征是：所述步骤一光伏模型为光伏发电系统的输出功率式中，P
PV
为光伏发电的输出功率；P
STC
为光伏发电的额定功率；I为太阳辐照度；I
STC
为STC下的太阳辐照度；T为光伏发电的运行温度；T
STC
为STC下的运行温度；k为功率温度系数。3.根据权利要求1所述的光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法，其特征是：所述步骤一储能模型为蓄电池的荷电状态SOC，式中，Q
n
为蓄电池额定容量，i(τ)为充放电电流，SOC为蓄电池剩余电量百分比(荷电状态)，N
b
‑
s
与N
b
‑
q
分别为蓄电池中电池串联和并联个数。4.根据权利要求1所述的光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法，其特征是：所述步骤一充电桩模型为集中式充电桩模型，特征是：所述步骤一充电桩模型为集中式充电桩模型，式中，P
centralBESS,t
为t时刻的储能系统ESS功率；P
limit
为P
grid
允许的最大功率，P
grid
为并网功率；μ为初始充电负荷峰值降低的百分比；请补充P
i,t
为充电功率。5.根据权利要求1所述的光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法，其特征是：所述步骤二光伏模型的光伏功率输出约束为，式中，PoutPV(t)为光伏在t时刻的输出功率；PmaxPV(t)，Pmin PV(t)分别为光伏在t时刻的最大和最小输出功率。6.根据权利要求1所述的光储充用一体化的低碳型农村微电网优化运行控制方法，其特征是：所述步骤二储能模型的充电负荷、储能系统ESS与电网之间的功率平衡约束为，
式中，P
grid,t
为上层电网在t时刻的功率；L
i,t
为第i号充电桩在t时刻的充电负荷；P
i,t
为分布式储能系统ESS在第i号充电桩t...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晨钧，孟涛，孙勇，马海洋，石振宇，李海燕，齐士伟，李德鑫，王伟，张海锋，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司电力科学研究院东北电力大学，
类型：发明
国别省市：