一种具有能量存储装置的智能电网的控制方法

摘要

本发明公开了一种具有能量存储装置的智能电网的控制方法，包括如下步骤：（1）接收分布式电源的输出功率；计算电网可输出的全部功率；（2）计算负载需求功率，调节分布式电源输出功率配比；（3）对能量存储装置按照周期进行采样，计算采样周期中的能量存储装置的输出效率；（4）根据输出效率以及分布式电源输出功率配比，控制能量输出存储装置输出的功率值。本发明能够根据分布式电源的供电电源的配比，调节能量存储装置的输出，使能量存储装置的输出功率减小，提高能量的有序控制，实现电网供电的智能化。

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网技术领域，具体而言，涉及一种具有能量存储装置的智能电网的控制方法。

背景技术

现有技术中，电网的智能化调配已随着控制芯片的优化逐渐得到从业人员的重视，随着新能源发电的逐渐普及，利用光伏、风电等新能源进行发电正在广泛引用，同时，电池作为后备储能，一方面其能够有效的进行后备储能，但是，其作为后备储能时，由于光伏、风电等发电部稳定，导致其使用次数会比较多，电池的使用寿命对于整个电网的成本起着很关键的作用，如何优化控制电池的使用次数，是在现在分布式发电，以及未来的智能电网中需要重视的，然后，现有技术中，仅仅将电池作为后备能量，如UPS的方式进行紧急启动或补充能量，没有考虑到根据分布式发电的内在具体状态或者电功率的传送效率等进行电池等能量存储装置的成本考虑。

发明内容

本发明提出了一种具有能量存储装置的智能电网的控制方法，包括如下步骤：

（1）接收分布式电源的输出功率；计算电网可输出的全部功率；

（2）计算负载需求功率，调节分布式电源输出功率配比；

（3）对能量存储装置按照周期进行采样，计算采样周期中的能量存储装置的输出效率；

（4）根据输出效率以及分布式电源输出功率配比，控制能量输出存储装置输出的功率值。

所述的控制方法，步骤（1）中所述计算电网可输出的全部功率具体包括：

其中，s为采样时间，为第s+1次采样是能量存储装置的SOC，第s次采样是能量存储装置的SOC，td为能量存储装置的功率输出变化率，为能量存储装置全部的可输出的功率；

其中，为电网输出功率，为功率传送效率，为能量存储装置全部的可输出的功率；为分布式电源输出功率值。

所述的控制方法，所述具体计算包括如下方式：

其中，I为输出到负载的电流，R为传输线路上的电阻，为负载接收到的功率，为电网输出功率；为无功补偿和谐波补充的功率大小。

所述的控制方法，步骤（2）中所述调节分布式电源输出功率配比具体包括：根据分布式电源输出的总功率，确定分布式电源中光伏发电、风能发电、柴油发电、火力发电的各自发电的功率占比，其中光伏发电、风能发电为新能源发电，柴油发电、火力发电为传统发电；计算出新能源发电的占比和传统发电的占比。

所述的控制方法，步骤（4）中的所述控制能量输出存储装置输出的功率值具体包括：

满足能量存储装置输出功率最小：

其中，、分别为能量存储装置全部的可输出的功率的最小值和最大值；、分别为能量存储装置的SOC的最小值和最大值；为电网输出功率；为分布式电源输出功率参考值；为分布式电源输出调节参数；为能量存储装置输出的调节参数，其根据能量存储装置的当前温度值进行调整；为u(s)的最佳输出控制值；

其中，为分布式电源中投入的新能源的占比，为分布式电源中投入的新能源的输出功率，为分布式电源中投入的传统电源投入的传统电源的占比，为分布式电源中投入的传统电源的输出功率；

其中，

本发明所取得的有益技术效果是：（1）本发明能够减少储能装置的使用次数，提高储能装置的使用寿命；（2）根据分布式电源的供电功率配比，调节储能装置的输出功率值，实现电网的智能化控制；（3）供电过程中，充分考虑供电的电能质量和电能传输的效率，依据电能的质量和传输的效率，控制能量存储装置的输出，充分考虑能量存储装置的外在供电环境进行输出控制，减小能量存储装置输出的功率值，以此减小能量存储装置的充放电次数，提高整个电源供给的调配，实现电源的智能化调配，在提高电池使用寿命的同时，通过优化控制方式，降低了整个电网使用的成本。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明的控制方法的示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明 ，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

图1是本发明的控制方法的示意图。本发明提出了一种具有能量存储装置的智能电网的控制方法，包括如下步骤：

（1）接收分布式电源的输出功率；计算电网可输出的全部功率；

（2）计算负载需求功率，可以接收外部设置或者用于输入的功率需求确定负载需求功率，也可以根据历史数据进行功率预测计算，根据计算的负载需求功率，调节分布式电源输出功率配比，明确分布式电源的供电是否能够满足负载需求，当分布式电源中的新能源无法完全满足负载需求时，则考虑需要根据成本投入火力发电或柴油发电，根据投入的传统的发电配合电池输出的电能，整体评估系统的供电成本和设备损耗成本，计算得出分布式式电源整个输出功率的配比；如果需要能量存储装置供电，则进入步骤（3）；

（3）对能量存储装置按照周期进行采样，计算采样周期中的能量存储装置的输出效率；

（4）根据输出效率以及分布式电源输出功率配比，控制能量输出存储装置输出的功率值。

所述的控制方法，步骤（1）中所述计算电网可输出的全部功率具体包括：

其中，s为采样时间，为第s+1次采样是能量存储装置的SOC，第s次采样是能量存储装置的SOC，td为能量存储装置的功率输出变化率，为能量存储装置全部的可输出的功率；

其中，为电网输出功率，为功率传送效率，为能量存储装置全部的可输出的功率；为分布式电源输出功率值。

所述的控制方法，所述具体计算包括如下方式：

其中，I为输出到负载的电流，R为传输线路上的电阻，为负载接收到的功率，为电网输出功率；为无功补偿和谐波补充的功率大小。

所述的控制方法，步骤（2）中所述调节分布式电源输出功率配比具体包括：根据分布式电源输出的总功率，确定分布式电源中光伏发电、风能发电、柴油发电、火力发电的各自发电的功率占比，其中光伏发电、风能发电为新能源发电，柴油发电、火力发电为传统发电；计算出新能源发电的占比和传统发电的占比。

所述的控制方法，步骤（4）中的所述控制能量输出存储装置输出的功率值具体包括：

满足能量存储装置输出功率最小：

其中，、分别为能量存储装置全部的可输出的功率的最小值和最大值；、分别为能量存储装置的SOC的最小值和最大值；为电网输出功率；为分布式电源输出功率参考值；为分布式电源输出调节参数；为能量存储装置输出的调节参数，其根据能量存储装置的当前温度值进行调整；为u(s)的最佳输出控制值；

其中，为分布式电源中投入的新能源的占比，为分布式电源中投入的新能源的输出功率，为分布式电源中投入的传统电源投入的传统电源的占比，为分布式电源中投入的传统电源的输出功率；

其中，

本发明的能量存储装置优选为锂电池或者超级电容，本发明的主要发明点主要是通过考虑分布式发电的中新能源的发电和传统发电的供电配比，进行能量存储装置的输出功率的调配，同时，还能根据电网到负载的传输效率，如电网变压器的效率，线路传输的效率，谐波和无功补偿对于电网的影响，调节能量存储装置的输出功率，使能量存储装置的使用次数尽量减小，适用智能电网的智能化控制。

本发明所取得的有益技术效果是：（1）本发明能够减少储能装置的使用次数，提高储能装置的使用寿命；（2）根据分布式电源的供电功率配比，调节储能装置的输出功率值，实现电网的智能化控制；（3）供电过程中，充分考虑供电的电能质量和电能传输的效率，依据电能的质量和传输的效率，控制能量存储装置的输出，充分考虑能量存储装置的外在供电环境进行输出控制，减小能量存储装置输出的功率值，以此减小能量存储装置的充放电次数，提高整个电源供给的调配，实现电源的智能化调配，在提高电池使用寿命的同时，通过优化控制方式，降低了整个电网使用的成本。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。