一种并网型交直流微电网储能容量解耦配置方法与流程

本发明是电力系统电网配置的一种并网型交直流微电网储能容量解耦配置方法。

背景技术：

1、电力系统中，电网的储能配置是微电网的组成部分，对保证电力系统的经济性和可靠性起到关键的作用。相对于单纯的交流微电网储能容量配置，交直流微电网的储能容量配置更为复杂。现有技术中，交直流微电网的储能容量配置存在诸多缺陷：综合策略不足，解耦配置欠缺，控制确定性差，经济效益较低。

技术实现思路

1、本发明的目的是要提供一种并网型交直流微电网储能容量解耦配置方法，它科学地利用了综合储能配置策略，较好地实现了交直流侧储能容量的解耦配置，有效地提高了储能容量配置的确定性，极大地改善了控制效果的可靠性。

2、设计一种并网型交直流微电网储能容量解耦配置方法，包括以下步骤：步骤一，交流侧储能充放电过程的控制；步骤二，交流侧储能容量的确定；步骤三，直流侧储能充放电过程的控制；步骤四，直流侧储能容量的确定。

3、步骤一，交流侧储能充放电过程的控制，基于联络线功率控制的交直流微电网，控制交流侧储能的充放电过程，所述步骤一的方法为：

4、⑴基于并网型微电网和基于其联络线功率控制的要求，储能作为电流源，采用pq控制模式，按照微电网同大电网的联络线的功率控制要求，进行充放电控制。

5、(2)储能控制基于延长储能使用寿命的原则来考虑，采用积分控制，微电网控制采用联络线定交换功率的控制模式，即只保持微电网出口功率与目标值相等，控制结束，误差为0；控制过程中，如果其他条件不变，需要4t-5t达到控制目标，t为控制环节的惯性时间常数。

6、步骤二，交流侧储能容量的确定，基于功率交换误差概率统计，确定交流侧储能的容量，所述步骤二的方法为：

7、(1)perr为无储能调节下，直接交换功率与目标交换功率的误差，每天的区域预测误差服从正态分布，则针对其进行控制的储能功率也满足正态分布，在针对perr进行数据统计的基础上，可以采用置信水平为0.99情况下，确定储能功率；与区域预测误差相对应储能的运行功率pess也符合正态分布，其中表示期望为perr和方差为的正态分布；此时，基于统计分析，确定0.99置信水平(α)的情况下，储能功率pe配置满足要求：

8、pr(pess≥pe)＝1-∝ (1)

9、(2)微电网交流侧储能容量配置，针对每一控制周期δt，控制方程可以写为：

10、

11、假定perr在控制周期δt内基本不变，则控制周期内，储能能量的变化为：δci＝δt·perr，i表示为第i次控制过程；一天总控制次数为1440min/t的储能能量变化为：

12、

13、由式(3)可知，储能的容量由perr在一天的时间积分获得，储能容量的概率分布为：其中，ce为由式(3)计算的期望值；为由考虑式(3)后计算的方差值；同样，采用0.99的置信水平，储能容量的配置等式为：pr(c≥cexp)＝1-∝，其中1-α为置信水平；cexp为交流侧储能配置容量。

14、步骤三，直流侧储能充放电过程的控制，基于直流母线控制，控制交直流微电网直流侧储能的充放电过程，所述步骤三的方法为：

15、(1)针对直流侧微电网储能，采用由储能稳定直流母线电压的控制方法。直流侧采用p/v下垂控制，所述关系图可以表示为：

16、u-uref＝vdroop(p-pref) (4)

17、(2)储能的控制基于延长储能使用寿命的原则来考虑，采用积分控制，微电网直流侧采用稳直流母线电压控制模式；这个控制过程中，如果其他条件不变，需要4t-5t即可达到控制目标，t为控制环节的惯性时间常数；储能的功率控制，可以表示为：

18、步骤四，直流侧储能容量的确定，基于电压调节误差概率统计，确定直流侧储能的容量，进而实现交直流微电网的交直流不同侧储能容量配置的解耦，所述步骤四的方法为：

19、(1)uerr为无储能调节下，电压值与目标电压值的误差，每天的电压误差服从正态分布，在针对uerr进行数据统计的基础上，可以采用置信水平为0.99情况下，确定储能的容量；与区域预测误差相对应储能的运行功率pess也符合正态分布，其中表示期望为perr，d＝uerr/vdroop，方差为的正态分布，此时，基于统计分析，确定0.99置信水平的情况下，储能功率配置满足要求：pr(pess，d≥pe，d)＝1-∝。

20、(2)储能的容量由perr，d在一天的时间积分获得，储能容量的概率分布为：其中，ce，d为perr，d在一天的时间积分计算的期望值；为由式考虑式时间积分后计算的方差值；同样，采用0.99的置信水平，储能容量的配置等式为：pr(c≥cexp，d)＝1-∝，其中1-α为置信水平；cexp，d为直流侧储能配置容量。

21、本发明有益技术效果是：由于采用了基于联络线功率控制技术控制交流侧储能的充放电过程，因而科学地利用了综合储能配置策略。同时由于利用了基于功率交换误差概率统计法确定交流侧的储能容量，因而提高了储能容量配置的确定性。另外由于引入了解耦配置法，因而实现交直流不同侧的储能容量配置。本发明还具有方法简单，控制有效，可靠性高和经济性好的优点。

技术特征：

1.一种并网型交直流微电网储能容量解耦配置方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种并网型交直流微电网储能容量解耦配置方法，其特征是，所述步骤一的控制过程和控制模式为：

3.根据权利要求1所述的一种并网型交直流微电网储能容量解耦配置方法，其特征是，所述步骤二的储能功率和储能容量的配置过程为：

4.根据权利要求1所述的一种并网型交直流微电网储能容量解耦配置方法，其特征是，所述步骤三的电压功率和储能功率的控制过程为：

5.根据权利要求1所述的一种并网型交直流微电网储能容量解耦配置方法，其特征是，所述步骤四的储能功率和储能容量的配置过程为：

技术总结
本发明是电力系统电网配置技术领域的一种并网型交直流微电网储能容量解耦配置方法。包括如下步骤：步骤一，交流侧储能充放电过程的控制，步骤二，交流侧储能容量的确定；步骤三，直流侧储能充放电过程的控制；步骤四，直流侧储能容量的确定。它利用基于联络线功率控制法实现交直流微电网的充放电控制，利用功率交换误差概率统计法实现储能功率配置和储能容量配置，利用直流母线控制法实现电压功率控制和储能功率控制，利用电压调节误差概率统计法实现储能功率配置和储能容量配置。本发明具有储能配置确定性高，解耦配置可靠性好，以及方法简单，控制有效，可靠性高和经济性好的优点。

技术研发人员：杨志淳,沈煜,杨帆,闵怀东,王科龙,雷杨,胡伟,胡成奕
受保护的技术使用者：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16