[发明专利]一种基于四维能量管理空间的多级微电网控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种基于四维能量管理空间的多级微电网控制方法。

背景技术

近年来随着环境的日益恶化和不可再生能源的稀缺，以风能、太阳能为代表的可再生清洁能源发电技术得到了迅猛发展。其中，将小型风力发电、光伏发电等灵活、分散地接入用户侧配网，能提高局部供电可靠性、减少输电损耗、提高一次能源的利用率和减少废气排放。以这种方式接入配网的风、光发电系统等被统称为分布式电源。

由于风能和光能具有随机性、间歇性的特点，独立的分布式电源系统难以提供稳定、连续的功率输出，同时大量分布式电源并网也会对接入电网造成冲击。因此为了能够系统、高效管理分布式电源，提高供电可靠性和改善电能质量，人们提出了分布式电源以微电网形式接入大电网。此处微电网是指由分布式电源、储能装置、负荷和保护控制装置一起集成的独立智能系统，它既可以并网运行，也可以离网运行。

目前的微电网并网的动态特性和能量管理问题，现有控制策略已经不再适用，因此能量管理系统要想保持良好运行，必须有完善的控制策略支持。但是现有的能量管理策略往往只考虑设备层的频率电压控制，或者管理层的有功无功调度。当大量分布式电源和微电网以多级形式并网的情形时，考虑影响因子相对较少，系统化程度不足，很容易造成关键控制环节丢失的现象。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于四维能量管理空间的多级微电网控制方法，有效解决了在不同模式、不同时序和多约束条件下的微电网系统能量优化管理问题。

本发明所述的微电网系统包含多级微电网和分布式电源,在该系统中，通过微电网能量管理系统，管理多个微网控制器；一个微网控制器，控制多个分布式电源和负荷。

本发明提供的一种基于四维能量管理空间的多级微电网控制方法，所述微电网系统包括多级微电网或分布式电源；其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

（1）建立四维能量管理空间模型；

（2）建立模型对应的控制策略库；

（3）执行系统的能量管理与控制。

其中，步骤（1）建立四维能量管理空间模型包括如下步骤：

1）根据工程情况生成基础元素表；

2）确认第一维度表；

3）确认填入第二维度表；

4）确认第三维度表；

5）确认第四维度表。

其中，步骤1）所述基础元素包括分布式电源类、负荷类、储能类和其他类。本发明的其他类，是指在实际微电网系统中，有时会考虑电能质量治理而添加的一些额外设备，如有源滤波、无功补偿等。

通过所述分布式电源类、负荷类、储能类和其他类，以网络拓扑结构进行集成，并与外部系统互联，形成基础元素表。本发明的网络拓扑结构根据实需求际、功能应用等条件而设计。

其中，步骤2）第一维度为系统的运行模式，包括：

模式一：分布式电源/微网联合并网运行；

模式二：分布式电源/微网联合离网运行；

模式三：微电网独立并网运行；

模式四：微电网独立离网运行；

模式五：分布式电源独立并网运行。

其中，步骤3）第二维度为系统运行的时间序列，包括：

T0时刻：根据风力、光伏的预测功率、冷热电预测负荷需求、电网运行状态和电力市场价格机制，制定生产调度计划；

T1时刻：根据风力、光伏的实时功率、负荷需求和储存电量水平，进行生产调度调整；

T2时刻：根据调整的生产情况与T0时刻计划比对，再次进行调整。

其中，4）确认第三维度表为判定参数的优先级别，又高到低包括：

第一级：电网状态；

第二级：功率状态；

第三级：荷电状态。

其中，5）确认第四维度表为系统的运行控制策略，包括：

第一类：并网交换功率；

第二类：增/减分布式电源；

第三类：增/减各类型负荷；

第四类：调节储能装置。

其中，步骤（2）建立模型对应的控制策略库是根据步骤（1）建立的四维能量管理空间模型，在不同的管理控制设备中建立对应的策略库及逻辑程序。

其中，步骤（3）执行系统的能量管理与控制包括：