[发明专利]离网型微电网储能容量工程计算方法

说明书

本发明公开了一种离网型微电网储能容量工程计算方法。通过对电源、负荷、储能的相关特性及影响复合因子进行详细分析，从工程实际出发并结合储能技术多种需求，选择合适的储能型式，然后计算微电网充放电两种情况下所需储能电池容量的最大值，最后进行源荷曲线拟合复核并确定微电网储能容量。本发明考虑了电源、负荷、储能的相关特性及影响复合因子，综合了统计学和诸多计算软件的优点，可以快捷简便地从工程上确定微电网储能容量，能有效保障微电网的安全性和稳定性，有利于提高微电网供电效率和可靠性。

技术领域

本发明属于电池储能技术领域，更具体地，涉及一种离网型微电网储能容量工程计算方法。

背景技术

近年来，分布式风力发电和光伏发电因其清洁、环保、无污染等优点在微电网中得到了广泛地应用。然而，分布式风力发电和光伏发电单元输出的功率具有间歇性、随机性、功率弱支撑性和暂态弱生存性等特点，给微电网的安全与稳定运行带来了较大的挑战。

储能可以作为微电网与分布式风力发电和光伏发电单元的中枢和纽带，实现微电网与分布式风力发电和光伏发电单元的能量双向互动，可以有效地实现需求侧管理，通过功率快速充放以灵活有效的方式平抑功率波动，降低其对电力系统扰动性影响，提高微电网的电能质量。而微电网系统的经济性主要体现在储能容量的有效配置上，因此对储能容量的合理配置具有重要的经济和工程现实意义。

目前国内外关于储能容量计算的方法可以分为两类；第一类用统计学方法求解容量优化的目标函数，虽然基于统计学的求解方式从概率的角度选取了长远经济性最优的方案，但它并未考虑电气元件的特性，针对性较弱。第二类用专用软件求解容量优化的目标函数，虽然基于软件的求解方式可以较好的评估了元件的电气特性，但由于软件本身不够完善，导致对储能的优化存在欠缺。

发明内容

本发明针对现有储能容量计算方法未基于统计学方法综合考虑电源、负荷和储能特性及影响复合因子的根本缺陷，本发明提供一种离网型微电网储能容量工程计算方法，本发明方法具备经济性和工程实用性的特点，提高了微电网的供电效率和可靠性。

本发明的目的是通过如下措施来达到的，离网型微电网储能容量工程计算方法，其特征在于依次包括如下步骤：

步骤一：根据微电网电源、负荷现状分析储能充放电情况；

微电网系统由光伏和风电等可再生能源、负荷与储能系统构成。针对可再生能源出力的间歇性和随机性以及负荷的不确定性，分析储能电池充电和放电两种情况。

储能电池充电情况：光照充足及风速较大时，光伏和风电输出功率充足，除输出功率给微电网负荷外，多余电能将存储在储能电池中。

储能电池放电情况：光照不足及风速较小时，光伏和风电输出功率不足，此时储能电池将存储的电能供给负荷。

步骤二：分析电源特性及影响复合因子并计算微电网电源容量；

微电网系统中的可再生能源分为光伏和风电，其中光伏电源的输出功率具有波动性和季节性，会随着光照强度的变化而变化，而光照强度在一天内会受到时间和天气等因素的影响，也会受到季节的影响。根据年平均日光照幅度，光伏出力可估算如下：

其中，H值为太阳能辐照度(W/m²)，P_e为光伏组件容量，P_s为实验室标准条件下的辐照度(常数＝1kW/㎡)，K值为综合效率系数。

其中综合效率系数K包括：光伏组件类型修正系数、光伏方阵的倾角、方位角修正系数、光伏发电系统可用率、光照利用率、逆变器效率、线路效率、变压器效率、光伏组件转换修正系数及污染修正系数等；这些因素都会影响到光伏电源的输出功率，因此称之为光伏电源的复合影响因子。影响光伏电源输出功率的复合因子包括但不仅限于上述因素。