[发明专利]微网内电能供需协同控制方法、装置、电能路由器及系统

说明书

本发明涉及微网内电能供需协同控制方法领域，具体公开了一种微网内电能供需协同控制方法，其中，包括：对风机的发电功率进行风机功率建模以及对电动汽车作为负载时的功率进行电动汽车功率建模；对电能路由器进行电能路由器功率建模；对电动汽车作为储能时的功率进行储能功率建模；对交流母线频率偏差进行频率偏差动态建模；根据上述建模和微网内电能的供需平衡设计目标函数；根据自动控制原理将目标函数最小化得到电能路由器的控制信号。本发明还公开了一种微网内电能供需协同控制装置、电能路由器和微网系统。本发明提供的微网内电能供需协同控制方法能够使得微网系统内的电能供需达到平衡状态。

技术领域

本发明涉及电能控制技术领域，尤其涉及一种微网内电能供需协同控制方法、微网内电能供需协同控制装置、包括该微网内电能供需协同控制装置的电能路由器及包括该电能路由器的微网系统。

背景技术

近年来，基于智能电网提出的能源互联网概念是当下能源电力行业的研究热点。区别于智能电网的是，能源互联网更多地考虑了信息和能量对等交换的因素。即，通过互联网思维，提出通过先进电力电子技术、信息通信技术、计算机技术等，实现局域以及广域内能源互联，包括可再生能源如风能、光能、水能、地热能等，分布式发电设备如燃料电池、柴油发电机、微型涡轮燃气发电机等，分布式储能设备如电池、飞轮等，以满足区域内负荷正常电能使用。实现能源互联网需要新型基于电力电子技术设计的能量路由设备，即电能路由器，也叫电力路由器，或者能量路由器。在一般场景内，在一个微电网(简称：微网)内，分布式发电设备、储能与负荷均与电能路由器相连。微网与微网之间的连接，包括能量调度等，也依赖于电能路由器实现。当下，电能路由器尚未进入大规模量产阶段，相关研究仍处于原型机设计与相关行业标准的制定中。

在能源互联网概念下，有一个特殊的场景，即一个小型微网内，假设发电设备主要依赖于风力发电机(简称：风机)，微网内有大量电动汽车接入，并包含其他负荷与储能设备。由于风机发电大小主要依赖于天气变化，在风能的大小、方向发生时刻变化的情况下，风机输出的能量必然是随机不稳定的。另一方面，电动汽车在充电的时候可以被视为一种负荷；电动汽车在放电的时候，即实现车联网的时候，电动汽车可以被认为是一类储能设备在放电。这种情况下，如何使得随机的风机发电与大量电动汽车无规则充放电可以达到电能供需平衡的状态，有必要对电能路由器设计一种控制器，使得此场景内电能供需达到理想的平衡状态。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种微网内电能供需协同控制方法、微网内电能供需协同控制装置、包括该微网内电能供需协同控制装置的电能路由器及包括该电能路由器的微网系统，以解决现有技术中的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种微网内电能供需协同控制方法，其中，所述风机与电动汽车之间能够通过电能路由器实现协同控制，所述微网内电能供需协同控制方法包括：

对风机的发电功率进行风机功率建模以及对电动汽车作为负载时的功率进行电动汽车功率建模；

对电能路由器进行电能路由器功率建模；

对电动汽车作为储能时的功率进行储能功率建模；

对交流母线频率偏差进行频率偏差动态建模；

根据所述风机功率建模、电动汽车功率建模、电能路由器功率建模、储能功率建模、频率偏差动态建模和微网内电能的供需平衡设计目标函数；

根据自动控制原理将所述目标函数最小化得到电能路由器的控制信号。

优选地，所述对风机作为负载时的功率进行风机功率建模以及对电动汽车作为负载时的功率进行电动汽车功率建模包括：

在t时刻，记录所述风机的发电功率为P_WTG(t)，记录所述电动汽车作为负载的功率为P_L(t)；