一种光储微电网独立构网场景下能量管理控制方法及系统与流程

本发明涉及微电网能量管理领域，尤其涉及一种光储微电网独立构网场景下能量管理控制方法及系统。

背景技术：

1、光储微电网作为促进光伏消纳的高级结构形式，将光伏发电单元、储能单元、本地负荷有效地组织起来。当光储微电网独立构网运行时，微电网系统内光伏发电具有随机性、波动性特征，负荷本身也存在一定的波动性，需要能量管理系统调度储能单元充放电功率对系统内源、荷功率差值进行调节，实现所构微电网系统频率、电压的稳定，同时保证微电网系统微源、负荷的瞬时波动量不超过储能单元的功率调节范围。为满足光储微电网长时间独立构网运行需求，能量管理系统需对储能单元soc进行稳定控制。

2、现有技术对光储微电网独立构网场景下的能量管理问题，通常采用以下几种方法：集中式能量管理：通过一个中央控制器集中调度储能单元的充放电功率和光伏逆变器的投切，以维持系统频率和电压的稳定。尽管这种方法可以有效地平衡系统功率，但依赖中央控制器可能导致响应速度慢，且在通信故障时系统稳定性难以保证；分布式能量管理：利用多个局部控制器分别控制各个储能单元和光伏逆变器，通过通信网络实现协调。这种方法增强了系统的鲁棒性和响应速度，但分布式控制器之间的通信复杂性高，容易出现数据不同步或通信延迟问题；基于规则的控制策略：通过预设的规则和阈值来控制储能单元的充放电，如当频率或电压超过某个阈值时启动储能系统的充放电。这种方法简单易实现，但对系统的动态变化适应性较差，无法有效应对复杂的运行工况。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：如何提升光储微电网独立构网运行的频率和电压稳定性，同时增强系统的鲁棒性和响应速度。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明实施例提供了一种光储微电网独立构网场景下能量管理控制方法，包括：

5、获取微电网第一参数，计算二次调频、调压所需有功功率、无功功率调节量，按照第一预设顺序预分配给各个储能单元；

6、根据未退出运行的电压控制源数量更新下垂系数，得到第二下垂系数，根据第二下垂系数重新计算有功和无功功率调节量；

7、根据第一分配规则进行有功功率调节量的分配；

8、根据储能单元的soc区间设定不同的目标交换功率，并按照第二分配规则调整目标交换功率；

9、根据第三分配规则，选取特定的光伏逆变器进行投切；

10、针对光伏逆变器进行投切后产生的剩余有功功率偏差，按照第一预设顺序调整储能单元的充放电功率进行平衡。

11、作为光储微电网独立构网场景下能量管理控制方法的一种优选方案，其中：

12、所述计算二次调频、调压所需有功功率、无功功率调节量包括：

13、根据微电网的频率偏差和电压偏差，结合预设的微电网参数计算出有功功率和无功功率的调节量。

14、作为光储微电网独立构网场景下能量管理控制方法的一种优选方案，其中：

15、所述根据未退出运行的电压控制源数量更新下垂系数，得到第二下垂系数包括：

16、根据当前运行的电压控制源数量与系统总控制源数量的比值，动态调整下垂系数的值，生成新的下垂系数用于进一步的功率调节计算。

17、作为光储微电网独立构网场景下能量管理控制方法的一种优选方案，其中：

18、所述根据第一分配规则进行有功功率调节量的分配包括：

19、设光储一体机为m台，pcs为n台；设各个储能单元的最大充放电功率分别为当前各个储能单元的实时功率为各个储能单元的对外交换功率可调整潜力的范围为设集合φm为所有光储一体机的集合，集合φn为所有pcs的集合，光储一体机可调整潜力的范围为同样pcs可调整潜力的范围为

20、当δp调节大于0时，提升储能单元的充电功率或减少放电功率；

21、当时，光储一体机即可满足调节需求；

22、剔除的光储一体机，集合φm内的光储一体机剩余m’台，设为集合φm，，则集合φm内各个光储一体机分配得到的功率调节量为：

23、

24、对于pcs，分配得到的功率调节量为：

25、

26、当时，仅光储一体机还不能满足调节需要，需要pcs额外补偿；此时，所有光储一体机以最大功率充电，即集合φm内的光储一体机分配得到的功率调节量为：

27、

28、剔除的pcs，集合φn内的pcs剩余n’台，设为集合φn，，则集合φn内各个pcs分配得到的功率调节量为：

29、

30、作为光储微电网独立构网场景下能量管理控制方法的一种优选方案，其中：

31、所述根据第一分配规则进行有功功率调节量的分配还包括：

32、当δp调节小于等于0时，需要减少储能单元的充电功率或增加放电功率；

33、当时，光储一体机即可满足调节需求；

34、剔除的光储一体机，集合φm内的光储一体机剩余m’台，设为集合φm，，则集合φm内各个光储一体机分配得到的功率调节量为：

35、

36、对于pcs，分配得到的功率调节量为：

37、

38、当时，仅光储一体机还不能满足调节需要，需要pcs额外补偿；此时，所有光储一体机以最大功率放电，即集合φm内的光储一体机分配得到的功率调节量为：

39、

40、剔除的pcs，集合φn内的pcs剩余n’台，设为集合φn，，则集合φn内各个pcs分配得到的功率调节量为：

41、

42、作为光储微电网独立构网场景下能量管理控制方法的一种优选方案，其中：

43、所述按照第二分配规则调整目标交换功率包括：

44、当二次调频、调压分配的目标功率不处于目标区间之内时，调整目标交换功率，使得目标区间内的与偏差值最小；由于soc范围的调整，将产生额外的功率偏差值：

45、

46、作为光储微电网独立构网场景下能量管理控制方法的一种优选方案，其中：

47、所述根据第三分配规则，选取特定的光伏逆变器进行投切包括：

48、当δpsoc＞0时，需要投入额外的光伏逆变器，选取若干停机状态的光伏逆变器投入运行，使得最小；

49、当δpsoc＜0时，需要切除部分光伏逆变器，选取若干光伏逆变器进行切除，使得最小，且

50、设投/切光伏逆变器所补偿的功率偏差为δpsolar，则微电网系统剩余有功功率偏差为：

51、δp′＝δpsoc-δpsolar。

52、第二方面，本发明实施例提供了一种光储微电网独立构网场景下能量管理控制系统，包括：

53、参数获取模块，用于获取微电网第一参数，计算二次调频、调压所需有功功率、无功功率调节量，按照第一预设顺序预分配给各个储能单元；

54、计算模块，用于根据未退出运行的电压控制源数量更新下垂系数，得到第二下垂系数，根据第二下垂系数重新计算有功和无功功率调节量；

55、第一分配模块，用于根据第一分配规则进行有功功率调节量的分配；

56、第二分配模块，用于根据储能单元的soc区间设定不同的目标交换功率，并按照第二分配规则调整目标交换功率；

57、第三分配模块，用于根据第三分配规则，选取特定的光伏逆变器进行投切；

58、平衡模块，用于针对光伏逆变器进行投切后产生的剩余有功功率偏差，按照第一预设顺序调整储能单元的充放电功率进行平衡。

59、第三方面，本发明实施例提供了一种计算设备，包括：

60、存储器和处理器；

61、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任一实施例所述的光储微电网独立构网场景下能量管理控制方法。

62、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述的光储微电网独立构网场景下能量管理控制方法。

63、本发明的有益效果：本发明以一种光储微电网独立构网运行能量管理控制策略为研究目标，针对微电网二次调频、二次调压需求，根据系统的频差与压差，计算系统所需的有功与无功调节量，按照一定的优先级按序协调调度微电网内所有储能单元，满足微电网独立构网下的频率与电压稳定的需求。同时，微电网储能单元soc的稳定控制，提高了光储微电网长时间运行能力。本发明所提出的光储微电网独立构网运行能量管理控制策略，提高了本地负荷供电可靠性，增强了光储微电网独立构网安全稳定运行水平。