[发明专利]分布式风光互补发电系统灵活并网调度算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分布式风光互补发电系统灵活并网调度算法。

背景技术

作为新型可替代能源，小型风光互补系统常用于微网孤岛运行方式，也在小型群体建筑作为分布式发电技术推广使用，近些年，传统能源日益缺乏，给人们生活和生产等各方面带来了各种影响。作为应用中最具有开发价值的两项新能源--光伏发电和风力发电先后诞生。其研究与使用能在一定程度上解决能源缺失以及传统能源使用造成的环境污染问题，但是其特有的不确定性和随机性，给其发电和用电需求造成很大的障碍。由于风能和太阳能资源具有间歇性和波动性质，单独的集中式控制或分布式控制都各有缺点，风力和光伏发电的独立发电系统难以提供连续而稳定的能量输出，现有技术引入蓄电池和风光组成的混合发电系统，利用蓄电池对输出功率曲线削峰填谷作用，控制功率平滑输出。但是，由于蓄电池自身特性，比如寿命，限制了风光互补发电系统的成本，以及效率等。现有研究成果有采用可靠性约束下的集中分布混合式控制结构，来提高系统的效率。也有根据以往的风速和太阳辐射数据，利用Monte Carlo方法在每个小时内确定最适合的概率密度函数来预测风速和太能辐射，从而合理的配置混合动力系统的容量，提高可靠性，降低成本。蓄电池的充放电方式和充放电策略直接影响到蓄电池寿命，因此，蓄电池充放电控制管理对风光互补发电系统的稳定可靠运行至关重要。为了更好满足用户需求，达到更高效的系统效率，就必须以更加人性和可靠的控制系统作为支持，对蓄电池的充放电尽可能灵活高效控制才能实现这一目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风光产能得到充分利用，提高负荷供电可靠性的分布式风光互补发电系统灵活并网调度算法。

本发明的技术解决方案是：

一种分布式风光互补发电系统灵活并网调度算法，包括如下步骤：

步骤1，根据风光互补系统的充放电控制及并网条件，分布式风光互补灵活并网发电系统硬件组成由五大功能块组成，从能量流向角度，划分如下：其一为风光互补发电到负荷用电这一完整能量传输系统；其二为风光互补发电系统到储能电池储能的能量传输系统；其三为公用电网到负荷的能量传输系统；其四为电网与储能电池之间的双向电能传输系统；其五为风光互补发电系统并网发电的能量传输系统；由分布式风光互补发电系统灵活并网调度算法可以实现的能量流动分布情况，根据硬件结构组成在必要的地方设置数据采集点。

步骤2，风光互补发电系统正常条件下可以离网运行，满足当地负荷运行。发电产能部分盈余可以向储能电池充电储能。当产能过高，电池荷电状态充满的情况下，在保证负荷正常工作时，启动并网运行向电网输送电能。故障情况或风光产能低下，电池荷电状态较低情况下，负荷可以并网取电；

步骤3，根据未来24小时负荷预测及产能预测情况，结合当前储能电池荷电状态，阶段性规划电池储能及放电行为，为用电高峰的到来做好削峰填谷的准备。

根据步骤2具体还包括如下步骤：

步骤2-1：紧密结合风光产能及用户负荷动态需求的预测量及实际监测量，结合储能电池的荷电状态监测情况，给出并网开关的断开与闭合信号；

步骤2-2，动态监测电网电压与电流，计算有功无功，得到电网电压、频率、相位，设计并网控制器，保证并网时与电网合适的相位与频率及电压，可靠并网。

根据步骤3所述的削峰填谷方法，在电网负荷低谷时段，根据未来24小时公共电网负荷变动情况及当地负荷变化情况、风光互补发电情况、用电峰值分布时段，规划电池在公共电网负荷低谷时段的充放电阶段性行为，尽量选择用电低谷对电池补充储能。当峰值预测产能略低于负荷需求时，充分利用储能，补充供电。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：

(1)分布式风光互补发电灵活并网技术，风光产能得到充分利用，用户得益，提高了负荷供电可靠性；

(2)结合公共电网负荷预测及风光产能预测，同时考虑当地时段的负荷需求，对电池充放电行为合理规划，削峰填谷，缓解了电网压力，减少公共电网投资成本。

(3)调度策略密切结合电池荷电状态，预防过充过放，延长了电池的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对发明进行详细说明：

图1是一种分布式风光互补发电系统灵活并网调度算法的流程示意图。

图2是一种分布式风光互补发电系统灵活并网调度算法下能量流动的若干走向示意图。

图3是一种分布式风光互补发电系统灵活并网调度算法实施的硬件拓扑结构示意图。