微电网控制方法及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微电网控制方法及控制装置。微电网控制方法在孤岛运行状态，方法包括：在负荷功率小于第一负荷功率阈值的情况下，基于储能装置的当前荷电状态、光伏发电装置的发电功率和第一切换条件，将微电网切换至第一运行模式；其中，在第一运行模式中，提供电能的装置包括光伏发电装置和储能装置；在负荷功率大于第二负荷功率阈值的情况下，基于储能装置的当前荷电状态、光伏发电装置的发电功率和第二切换条件，将微电网切换至第二运行模式；其中，在第二运行模式中，提供电能的装置包括非可再生资源发电装置、储能装置和光伏发电装置；其中，第一负荷功率阈值小于第二负荷功率阈值。该方法可以提高微电网的稳定性。该方法可以提高微电网的稳定性。该方法可以提高微电网的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
微电网控制方法及控制装置


[0001]本专利技术涉及电力系统控制
，具体涉及一种微电网控制方法及控制装置。

技术介绍

[0002]微电网是由分布式电源(Distributed Generation，DG)、负荷、储能设备、变配电设备以及监控设备构成的小型电力系统，具有微型、自治、友好的组网特点，是大电网的重要补充。微电网可以支持并网和孤岛两种运行模式。在并网运行模式时，微电网能充分利用微电网内DG所发功率为内部负荷供电。当大电网出现故障、检修时，DG不需要退出运行，微电网可以主动切断与大电网的联系进入孤岛运行模式，为微电网内部的重要负荷供电，提高供电系统的可靠性。微电网除了被动进入孤岛运行模式外，还可以根据用户自身的供电需求和用能指标，灵活定制并网、离网等切换策略和优化调控策略。
[0003]随着光伏等新能源的兴起，新能源逐渐成为微电网的重要组成部分，然而，光伏出力和负荷的波动性较大，当微电网处于孤岛模式运行时，容易引起微电网的频率急剧波动。因此，需要提供一种微电网控制方法，用以提高微电网在孤岛运行模式时供电的稳定性。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种微电网控制方法及控制装置，以解决现有技术中微电网在孤岛运行模式时的稳定性问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种微电网控制方法，所述微电网处于孤岛运行状态，所述方法包括：
[0006]在负荷功率小于第一负荷功率阈值的情况下，基于储能装置的当前荷电状态、光伏发电装置的发电功率和第一切换条件，将微电网切换至第一运行模式；其中，在所述第一运行模式中，提供电能的装置包括光伏发电装置和储能装置；
[0007]在负荷功率大于第二负荷功率阈值的情况下，基于所述储能装置的当前荷电状态、光伏发电装置的发电功率和第二切换条件，将微电网切换至第二运行模式；其中，在所述第二运行模式中，提供电能的装置包括非可再生资源发电装置、储能装置和光伏发电装置；
[0008]其中，所述第一负荷功率阈值小于所述第二负荷功率阈值。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术第二方面提供一种微电网控制装置，包括：
[0010]非可再生资源发电装置，用于提供电能；
[0011]光伏发电装置，用于提供电能；
[0012]储能装置，用于储存和释放所述电能；
[0013]控制器，用于控制所述非可再生资源发电装置和所述光伏发电装置发电以及所述储能装置的充电和放电，所述控制器与所述非可再生资源发电装置、所述光伏发电装置和所述储能装置的控制模块连接；
[0014]在所述微电网处于孤岛运行状态的情况下，所述控制器控制所述微电网执行的步
骤包括：
[0015]在负荷功率小于第一负荷功率阈值的情况下，基于储能装置的当前荷电状态、光伏发电装置的发电功率和第一切换条件，将微电网切换至第一运行模式；其中，在所述第一运行模式中，光伏发电装置和储能装置提供电能；
[0016]在负荷功率大于第二负荷功率阈值的情况下，基于所述储能装置的当前荷电状态、光伏发电装置的发电功率和第二切换条件，将微电网切换至第二运行模式；其中，在所述第二运行模式中，非可再生资源发电装置、光伏发电装置和储能装置提供电能；
[0017]其中，所述第一负荷功率阈值小于所述第二负荷功率阈值。
[0018]本专利技术实施例提供的微电网控制方法，在微电网处于孤岛运行状态时，在负荷功率小于第一负荷功率阈值的情况下，基于储能装置的当前荷电状态、光伏发电装置的发电功率和第一切换条件，将微电网切换至第一运行模式，即由光伏发电装置和储能装置提供电能，可以使微电网在频率、电压稳定的情况下，减少不可再生能源的消耗，从而节约用电成本；在负荷功率大于第二负荷功率阈值的情况下，基于所述储能装置的当前荷电状态、光伏发电装置的发电功率和第二切换条件，将微电网切换至第二运行模式，即由非可再生资源发电装置、光伏发电装置和储能装置提供电能，使微电网的频率和电压稳定，从而提高微电网的稳定性。
附图说明
[0019]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。
[0020]图1为孤岛型微电网分层控制架构的示意图；
[0021]图2为本申请实施例提供的微电网的通信组网示意图；
[0022]图3为本申请实施例提供的一种微电网控制方法的流程图；
[0023]图4为本申请实施例提供的一种微电网控制方法的流程图；
[0024]图5为本申请实施例提供的一种微电网在第二运行模型下的控制方法流程图；
[0025]图6为本申请实施例提供的一种基于强制补电策略的微电网控制方法的流程图；
[0026]图7为本申请实施例提供的一种经济运行策略下的微电网控制方法的流程图；
[0027]图8为本申请实施例提供的一种储能快速频率响应策略下的微电网控制方法的流程图；
[0028]图9为本申请实施例中储能频率响应下垂曲线图；
[0029]图10为本申请实施例提供的一种微电网控制方法的流程图；
[0030]图11为本申请实施例提供的一种微电网电压无功调节策略的流程图；
[0031]图12为本申请实施例提供的一种微电网控制装置的框图。
具体实施方式
[0032]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0033]如本申请所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和全部组合。
[0034]本申请所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本申请。如本申请所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。
[0035]当本申请中使用术语“包括”和/或“由
……
制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
[0036]除非另外限定，否则本申请所用的全部术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本申请的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本申请明确如此限定。
[0037]微电网在并网运行模式时，由大电网为其提供电压和频率的支撑，微电网处于恒定的功率输出。当微电网处于孤岛运行模式时，由于缺少大电网支撑，微电网需要依靠对自身DG、储能的控制来实现微电网内功率供需平衡，保证微电网的电压和频率的稳定。在孤岛运行模式下，微电网可以采用分层控制架构，具体地，第一层为微电网一次控制，针对幅度小、周期短(一般小于10s)、随机性强的微小变动负荷分量，通过本地电压、频率信息实现具有下垂特性的DG、储能之间有功功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微电网控制方法，其特征在于，所述微电网处于孤岛运行状态，所述方法包括：在负荷功率小于第一负荷功率阈值的情况下，基于储能装置的当前荷电状态、光伏发电装置的发电功率和第一切换条件，将微电网切换至第一运行模式；其中，在所述第一运行模式中，提供电能的装置包括光伏发电装置和储能装置；在负荷功率大于第二负荷功率阈值的情况下，基于所述储能装置的当前荷电状态、光伏发电装置的发电功率和第二切换条件，将微电网切换至第二运行模式；其中，在所述第二运行模式中，提供电能的装置包括非可再生资源发电装置、储能装置和光伏发电装置；其中，所述第一负荷功率阈值小于所述第二负荷功率阈值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一切换条件包括以下条件任意之一：所述储能装置的当前储能荷电状态大于第一荷电阈值，且所述光伏发电装置的发电功率大于第一负荷功率；所述储能装置的当前储能荷电状态大于第二荷电阈值，且所述光伏发电装置的发电功率大于第二负荷功率；所述储能装置的当前储能荷电状态大于第三荷电阈值，且所述光伏发电装置的发电功率大于第三负荷功率；所述储能装置的当前储能荷电状态大于或等于第四荷电阈值；其中，所述第一荷电阈值、所述第二荷电阈值、所述第三荷电阈值和所述第四荷电阈值依次增大；所述第一负荷功率、所述第二负荷功率和所述第三负荷功率依次减小。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二切换条件包括以下条件任意之一：所述储能装置的当前储能荷电状态小于第一荷电阈值；所述储能装置的当前储能荷电状态小于第五电荷阈值、且无法向所述微电网提供预设放电时长的电能，所述光伏发电装置的发电功率小于第四负荷功率；其中，所述第四负荷功率小于所述第三负荷功率。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设放电时长是基于所述储能装置的当前储能荷电状态和实时负荷功率确定的。5.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的方法，其特征在于，所述微电网在第二运行模式下，所述方法还包括：获取第一储能功率预测调节量、第二储能功率预测调节量、第三储能功率预测调节量，其中，所述第一储能功率预测调节量是在储能快速频率响应策略下预测的储能功率调节量，所述第二储能功率预测调节量是在经济运行策略下预测的储能功率调节量，所述第三储能功率预测调节量是在强制补电策略下预测的储能功率调节量，所述储能快速频率响应策略、经济运行策略和强制补电策略各自独立；在所述第二储能功率预测调节量和所述第三储能功率预测调节量之和大于零的情况下，所述储能设备的第一实际储能功率调节量选择所述第二储能功率预测调节量和所述第三储能功率预测调节量之和以及储能充电功率阈值中最小值；在所述第二储能功率预测调节量和所述第三储能功率预测调节量之和小于零的情况下，所述储能设备的第一实际储能功率调节量选择所述第二储能功率预测调节量和所述第三储能功率预测调节量之和以及
储能放电功率阈值中最大值；在所述第二储能功率预测调节量和所述第三储能功率预测调节量之和等于零的情况下，所述储能设备的第一实际储能功率调节量为零；在所述第一实际储能功率调节量和所述第一储能功率预测调节量之和大于零的情况下，所述储能装置进行充电，且储能功率调节量不超过所述储能装置的额定功率；在所述第一实际储能功率调节量和所述第一储能功率预测调节量之和小于或等于零的情况下，所述储能装置进行放电，而且储能功率调节量不超过所述储能装置的额定功率。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述第一实际储能功率调节量和所述第一储能功率预测调节量之和大于零的情况下，所述储能装置进行充电，且储能功率调节量不超过所述储能装置的额定功率，包括：在所述第一实际储能功率调节量和所述第一储能功率预测调节量之和大于所述储能装置的额定功率的情况下，将所述储能装置的额定功率设定为所述储能装置充电时的储能功率调节量；在所述第一实际储能功率调节量和所述第一储能功率预测调节量之和小于或等于所述储能装置的充电额定功率的情况下，将所述第一实际储能功率调节量和所述第一储能功率预测调节量之和设定为所述储能装置充电时的所述储能功率调节量。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述第一实际储能功率调节量和所述第一储能功率预测调节量之和小于或等于零的情况下，所述储能装置进行放电，而且储能功率调节量不超过所述储能装置的额定功率，包括：在所述第一实际储能功率调节量和所述第一储能功率预测调节量之和大于放电时所述储能装置的额定功率的情况下，将所述第一实际储能功率调节量和所述第一储能功率预测调节量之和设定为所述储能装置放电时的储能功率调节量；在所述第一实际储能功率调节量和所述第一储能功率预测调节量之和小于或等于放电时所述储能装置的额定功率的情况下，将所述储能装置的额定功率设定为所述储能装置放电时的储能功率调节量。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述强制补电策略包括：在所述储能装置的当前荷电状态小于第六荷电阈值的情况下，向所述储能装置强制充电；在所述储能装置的当前荷电状态大于第七荷电阈值的情况下，停止向所述储能装置强制充电；其中，所述第六荷电阈值小于所述第七荷电阈值。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，按照预设的储能功率调节阈值对所述储能装置进行强制充电；其中，所述储能充电功率调节阈值是基于所述储能装置的额定功率确定的、且小于所述储能装置的额定功率。10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述经济运行策略包括：在所述储能装置的当前荷电...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷胜华，荀挺，丁晓辰，俞宝云，郑照红，杨程，方斌，
申请(专利权)人：常州天合智慧能源工程有限公司，
类型：发明
国别省市：