一种光储直柔建筑控制方法、系统、计算机设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种光储直柔建筑控制方法、系统、计算机设备及存储介质，包括：构建光储直柔建筑中不同设备参与柔性调节时的P

【技术实现步骤摘要】
一种光储直柔建筑控制方法、系统、计算机设备及存储介质


[0001]本专利技术属于建筑能源系统优化控制
，具体为一种计及多种设备
P
‑
U
特性的光储直柔建筑控制方法
、
系统
、
计算机设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]建筑领域是实现碳达峰
、
碳中和目标的关键组成，面向碳中和和能源革命目标，建筑用能系统面临变革性发展要求
。“光储直柔”建筑配电系统可有效解决电力系统零碳化转型的两个关键问题，即增加分布式可再生能源发电的装机容量和有效消纳波动的可再生能源发电量
。
[0003]未来建筑将从单纯的用能负载转为综合能源
/
电力生产
、
消费
、
调蓄功能“三位一体”的柔性负载，“光储直柔”即是面向碳中和目标需求提出的新型建筑用能系统解决方案，旨在构建全新的建筑用能系统架构，促使建筑承担起充分利用自身
+
有效消纳外部可再生能源
、
并实现用能柔性调节的多重功能，成为助力实现碳中和目标的重要可实施技术路径
。
[0004]目前，采用基于功率信号控制光伏直柔系统存在成本高
、
控制策略复杂
、
响应受通信速率影响高等问题，因此关于光伏直柔系统的具体拓扑结构和其相应的与优化控制策略研究亟待开展
。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对传统基于功率信号控制所存在的成本高
、
控制策略复杂
、
响应受通信速率影响高等问题，本专利技术提出了一种计及多种设备
P
‑
U
特性的光储直柔建筑控制方法
、
系统
、
计算机设备及存储介质，各设备基于变动的母线电压信号，实现分布式控制策略，该策略通过分布式控制方式，各设备以本地电压为基准，进行独立控制，为直流系统容量配置和建筑各设备实际运行方式提供指导，为新型建筑用能系统的发展提供技术支撑和双碳目标的实现增添动力
。
[0006]技术方案：一种光储直柔建筑控制方法，包括以下步骤：步骤1：依据光储直柔建筑中不同设备的柔性资源特性，构建各设备参与柔性调节时的
P
‑
U
特性曲线；步骤2：获取当前时刻电网所需的光储直柔建筑与电网之间的需求交互功率和光储直柔建筑当前时刻与电网的实际交互功率；步骤3：计算需求交互功率与实际交互功率之间功率差额，并基于该功率差额，得到母线电压的变化量：（2）；式中，为调节系数；
步骤4：基于母线电压的变化量与当前时刻的本地电压值，得出下一时刻的直流母线电压值；步骤5：以母线电压的变化量为调控信号，光储直柔建筑中各设备基于各自的
P
‑
U
特性曲线，指导末端负荷增加
/
减少净用电功率，以及各设备执行对应的调控策略，使母线电压调整至直流母线电压值
。
[0007]进一步的，所述的光储直柔建筑中不同设备包括：光伏设备
、
储能设备
、
不可控负载
、
可切断负载和可调节负载
。
[0008]进一步的，所述的获取当前时刻电网所需的光储直柔建筑与电网之间的需求交互功率，具体包括：获取来自当地电网提供的分时电价信息，通过优化模型，确定满足电费成本最小化时的需求交互功率；或者从现有电力调度系统中直接获取需求交互功率；或者基于集中光伏或风力电站预测的发电量，确定需求交互功率
。
[0009]进一步的，步骤5具体包括：当母线电压的变化量为负值时，光储直柔建筑中各设备基于各自的
P
‑
U
特性曲线，指导各末端负荷减少净用电功率，以及指导相应设备向电网释放功率，使母线电压降低至直流母线电压值；当母线电压的变化量为正值时，光储直柔建筑中各设备基于各自的
P
‑
U
特性曲线，指导各末端负荷增加净用电功率，以及指导储能设备充电和
/
或指导光伏设备执行弃光策略，使母线电压降低至直流母线电压值
。
[0010]进一步的，步骤5中，所述的以母线电压的变化量为调控信号，光储直柔建筑中各设备基于各自的
P
‑
U
特性曲线，指导末端负荷增加
/
减少净用电功率，具体包括：对于光伏设备，当当前时刻的母线电压不超过限额时，采用最大功率跟踪控制策略最大化光伏设备的发电量；当当前时刻的母线电压超过限额时，指导光伏设备执行弃光策略，减少光伏设备输入光储直柔建筑的电能，直至母线电压恢复到限额以内；对于储能设备，当当前时刻的母线电压在中心死区（）之间时，储能设备不进行动作；当当前时刻的母线电压在死区两侧的下垂区（，）时，储能设备基于母线电压选择相应的充放电量；当当前时刻的母线电压在下垂区两侧的恒定区（，）时，储能设备的充放电量不
再变化；其中，为光储直柔建筑所在节点的额定电压值，
、、、
分别为储能设备的
P
‑
U
特性曲线的四个分界点；对于不可控负载，其功率不受母线电压变化影响；对于可切断负载，仅当母线电压低于设定值时，切断可切断负载；对于可调节负载，基于其
P
‑
U
特性，当当前时刻的母线电压在，的范围内时，随母线电压的变化，升高
/
降低其所消耗的功率；当当前时刻的母线电压在范围内时，可调节负载不动作，
、、、
分别为可调节负载的
P
‑
U
特性曲线的四个分界点
。
[0011]进一步的，所述
、
和依据不同光储直柔建筑的情况和光储直柔建筑中不同设备的优先级，自行定义
。
[0012]进一步的，步骤5中，所述的使母线电压调整至直流母线电压值，包括：在单位时间内进行循环调节，使母线电压调整至直流母线电压值
。
[0013]进一步的，所述的在单位时间内进行循环调节，使母线电压调整至直流母线电压值，具体包括：设定单次调节的电压偏差在一个限定范围内，并在每个调节周期内循环调节，每次循环后，获取当前时刻与电网的实际交互功率，并结合需求交互功率，获得新的母线电压的变化量，并再次进行调节，直至母线电压逼近直流母线电压值；若单次调节中的新的母线电压的变化量超出范围，则限定该次电压偏差调节量为范围内的最值
。
[0014]本专利技术公开了一种光储直柔建筑控制系统，包括：
P
‑
U
特性曲线构建模块，用于依据光储直柔建筑中不同设备的柔性资源特性，构建各设备参与柔性调节时的
P
‑
U
特性曲线；功率获取模块，用于获取当前时刻电网所需的光储直柔建筑与电网之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光储直柔建筑控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：依据光储直柔建筑中不同设备的柔性资源特性，构建各设备参与柔性调节时的
P
‑
U
特性曲线；步骤2：获取当前时刻电网所需的光储直柔建筑与电网之间的需求交互功率和光储直柔建筑当前时刻与电网的实际交互功率；步骤3：计算需求交互功率与实际交互功率之间功率差额，并基于该功率差额，得到母线电压的变化量：（2）；式中，为调节系数；步骤4：基于母线电压的变化量与当前时刻的本地电压值，得出下一时刻的直流母线电压值；步骤5：以母线电压的变化量为调控信号，光储直柔建筑中各设备基于各自的
P
‑
U
特性曲线，指导末端负荷增加
/
减少净用电功率，以及各设备执行对应的调控策略，使母线电压调整至直流母线电压值
。2.
根据权利要求1所述的一种光储直柔建筑控制方法，其特征在于：所述的光储直柔建筑中不同设备包括：光伏设备
、
储能设备
、
不可控负载
、
可切断负载和可调节负载
。3.
根据权利要求1所述的一种光储直柔建筑控制方法，其特征在于：所述的获取当前时刻电网所需的光储直柔建筑与电网之间的需求交互功率，具体包括：获取来自当地电网提供的分时电价信息，通过优化模型，确定满足电费成本最小化时的需求交互功率；或者从现有电力调度系统中直接获取需求交互功率；或者基于集中光伏或风力电站预测的发电量，确定需求交互功率
。4.
根据权利要求1所述的一种光储直柔建筑控制方法，其特征在于：步骤5具体包括：当母线电压的变化量为负值时，光储直柔建筑中各设备基于各自的
P
‑
U
特性曲线，指导各末端负荷减少净用电功率，以及指导相应设备向电网释放功率，使母线电压降低至直流母线电压值；当母线电压的变化量为正值时，光储直柔建筑中各设备基于各自的
P
‑
U
特性曲线，指导各末端负荷增加净用电功率，以及指导储能设备充电和
/
或指导光伏设备执行弃光策略，使母线电压降低至直流母线电压值
。5.
根据权利要求2所述的一种光储直柔建筑控制方法，其特征在于：步骤5中，所述的以母线电压的变化量为调控信号，光储直柔建筑中各设备基于各自的
P
‑
U
特性曲线，指导
末端负荷增加
/
减少净用电功率，具体包括：对于光伏设备，当当前时刻的母线电压不超过限额时，采用最大功率跟踪控制策略最大化光伏设备的发电量；当当前时刻的母线电压超过限额时，指导光伏设备执行弃光策略，减少光伏设备输入光储直柔建筑的电能，直至母线电压恢复到限额以内；对于储能设备，当当前时刻的母线电压在中心死区（）之间时，储能设备不进行动作；当当前时刻的母线电压在死区两侧的下垂区（，）时，储能设备基于母线电压选择相应的充放电量；当当前时刻的母线电压在下垂区两侧的恒定区（，）时，储能设备的充放电量不再变化；其中，为光储直柔建筑所在节点的额定电压值，
、、、
分别为储能设备的
P
‑
U
特性曲线的四个分界点；对于不可控负载，其功率不受母线电压变化影响；对于可切断负载，仅当母线电压低于设定值时，切断可切断负载；对于可调节负载，基于其
P
‑
U
特性，当当前时刻的母线电压在，的范围内时，随母线电压的变化，升高
/
降低其所消耗的功率；当当前时刻的母线电压在范围内时，可调节负载不动作，
、、、
分别为可调节负载的
P
‑
U
特性曲线的四个分界点
。6.
根据权利要求5所述的一种光储直柔建筑控制方法，其特征在于：所述
、
和依据不同光储直柔建筑的情况和光储直柔建筑中不同设备的优先级，自行定义
。7.
根据权利要求1所述的一种光储直柔建筑控制方法，其特征在于：步骤5中，所述的使母线电压调整至直流母线电压值，包括：在单位时间内进行循环调节，使母线电压调整至直流母线电压值
。8.
根据权利要求7所述的一种光储直柔建筑控制方法，其特征在于：所述的在单位时间内进行循环调节，使母线电压调整至直流母线电压值，具体包括：设定单次调节的电压偏差在一个限定范围内，并在每个调节周期内循环调节，每次循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁宇波，张宸宇，史明明，喻建瑜，刘瑞煌，缪惠宇，葛雪峰，谢文强，朱睿，陈静，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：