[发明专利]基于功率预测的微电网储能系统及容量配置方法

权利要求书

1.基于功率预测的微电网储能系统，其特征在于：包括储能设备（3）和快速启动发电设备，所述快速启动发电设备具有快速启动的发电结构，在微电网储能系统中，基于风力发电系统（1）和光伏发电系统（2）的功率预测技术，采用快速启动发电设备与储能设备（3）相互配合构成联合补充电能的备用供电结构，有效平衡微电网系统中风力发电系统（1）和光伏发电系统（2）的功率波动，减小储能设备（3）的容量。

2.根据权利要求1所述的基于功率预测的微电网储能系统，其特征在于：所述快速启动发电设备由燃气轮机发电装置（5）或柴油机发电装置构成。

3.根据权利要求1所述的基于功率预测的微电网储能系统，其特征在于：所述快速启动发电设备与储能设备（3）相互配合构成联合补充电能的备用供电结构，是指当风能和太阳能不足时，储能设备放电，同时快速启动发电设备启动发电，向储能设备充电，补充电能。

4.根据权利要求1所述的基于功率预测的微电网储能系统，其特征在于：所述储能系统以储能设备（3）为主，以快速启动发电设备为辅。

5.根据权利要求1所述的基于功率预测的微电网储能系统，其特征在于：所述微电网储能系统采用集总式储能系统（3-1）；所述储能设备（3）由可充电式蓄电池构成。

6.根据权利要求1所述的基于功率预测的微电网储能系统，其特征在于：所述基于风力发电系统（1）和光伏发电系统（2）的功率预测技术，是根据Prediktor系统或WPFSVer1.0预报系统设定预测模型，预测出风力发电系统（1）的输出功率和光伏发电系统（2）的输出功率。

7.基于功率预测的微电网储能系统的容量配置方法，其特征在于：

1）采用快速启动发电设备和储能设备（3）相配合作为微电网系统的备用电源，以平衡微电网系统中风力发电系统（1）和光伏发电系统（2）的功率波动；由快速启动发电设备和储能设备（3）构成快速反应式备用电源，以平衡风力发电系统（1）和光伏发电系统（2）出力的随机性；

2）在单纯由微电网储能系统供电的情况下，测出多次快速启动发电设备的最长发电时间Δt,基于风力发电系统（1）和光伏发电系统（2）的功率预测技术，计算出在该最长发电时间Δt内风力发电系统（1）和光伏发电系统(2)的功率波动ΔP₃，得出微电网系统中储能设备（3）的最小容量配置W，所述最小容量配置W用如下表达式表示：

W＝ΔP₃·Δt·η   ①

式中η是容量安全裕度系数。

8.根据权利要求7所述的基于功率预测的微电网储能系统的容量配置方法，其特征在于：所述快速启动发电设备由燃气轮机发电装置（5）或柴油机发电装置构成。

9.根据权利要求7或8所述的基于功率预测的微电网储能系统的容量配置方法，其特征在于：第2）点所述风力发电系统（1）功率预测技术是指根据Prediktor系统或WPFSVer1.0预报系统设定预测模型，预测出的力发电系统（1）的输出功率：首先将风力发电功率相关的历史影响因素风速、气压、温度和历史发电量作为样本数据输入到合适的预测模型，进而得到最优回归参数，然后将现有影响因素风速、气压、温度作为输入量代入最优回归函数，得到预测值；

第2）点所述的光伏发电系统（2）功率预测技术是指根据Prediktor系统或WPFSVer1.0预报系统设定预测模型，预测出光伏发电系统（2）的输出功率；首先将光伏发电功率相关的历史影响因素地表太阳辐射量、温度以及历史发电量作为样本数据输入到合适的预测模型，进而得到最优回归参数，然后将现有影响因素地表太阳辐射量、温度作为输入量代入最优回归函数，得到预测值。

10.根据权利要求7或8所述的基于功率预测的微电网储能系统容量配置方法，其特征在于：所述计算微电网系统中储能设备（3）的小容量配置W配置步骤如下：

1）根据多次启动实验统计结果或快速启动发电设备厂家提供的数据资料，统计快速启动发电设备的启动时间t_r，Δt取快速启动发电设备启动时间t_r的最大值（Δt≤t_r）：

Δt＝max(t_r1、...、t_r6、...t_rm)   ②

2）在孤岛模式下，结合典型日风力发电系统（1）和光伏发电系统(2)的功率率预测数据，计算出在多次Δt时间段内风力发电系统（1）和光伏发电系统(2)的最大功率波动ΔP₃，对任意t_j-t_i≤Δt；有

ΔP_dgij＝P_wi-P_wj+P_pi-P_pj   ③

ΔP₃＝maxΔP_dgij          ④

其中，P_wi为Δt时间段内任意时刻i风力发电系统随机输出功率，P_wj为同一Δt时间段内任意时刻j(j＞i)风力发电系统随机输出功率；P_pi为同一Δt时间段内时刻i光伏发电系统随机输出功率，P_pj为同一Δt时间段内时刻j光伏发电系统随机输出功率；

3）依据孤岛模式下快速启动发电设备的最长启动时间Δt，计算出孤岛模式下，微电网系统中储能设备（3）的小容量配置W；

W＝ΔP₃·Δt·η                                      ①

由①、②、③、④式知含风力发电系统（1）和光伏发电系统(2)的微电网系统中储能设备（3）的小容量配置W：

W＝max(P_wi-P_wj+P_pi-P_pj)·max(t_r1、....t_r6、...t_rm)·η  ⑤

其中（t_j-t_i≤Δt;j＞i）。