[发明专利]基于多源储能容量与时间尺度协同控制方法

说明书

本发明提供一种基于多源储能容量与时间尺度协同控制方法，涉及电力系统技术领域，首先对电、热、气等多种能量储能设备在不同时间下状态参数进行监测，然后分析电、热、气储能设备充放能特性，通过表征值来表示某一时刻电、气、热储能设备存储或释放能量的多少，最后根据系统能量平衡判定因子来判断多源系统的稳定性，协调电、热、气储能设备充放能时间以及不同能量之间的相互转换，使多源系统能量波动最小化，满足系统供需能量平衡；本发明针对多能源系统在某一时刻供需不平衡导致失稳时，基于储能融合与时间尺度的协同控制来协调电、热、气储能设备的出力，有效抑制了系统能量波动，保证了系统能量供需平衡。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种基于多源储能容量与时间尺度协同控制方法。

背景技术

随着我国经济社会的发展以及对环境要求的提高，传统的攫取和依赖不可再生能源的方式已经不能满足要求，以石油和煤炭为核心的供能时代将会被集成供电、供热和供气等多能量系统替代。但是当前供能方式多为单一的供电、供热或供气，无法满足大多数用户日常的能源需求，还存在着能源系统运行经济成本高、污染排放大等问题，还有一部为其中两种能源的协调供给，也存在着能源供给不完善导致资源浪费等问题。多种能源协调配合的供能方式是未来能源供给的发展趋势，作为能源互联网的基础，多能源系统通过利用各供、用能系统在生产、输配、转换、存储、消费等环节之间的时空耦合机制和互补替代性，打破了不同能源子系统间的壁垒，但是由于多种能源供给的复杂性与波动性，无法有效保证供需平衡，使得多能源系统出现能量波动，导致系统失稳，因此需要在多能源系统中加入储能设备来消纳供能过剩时多出来的能量，并在供能不足时释放能量来达到供需平衡。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于多源储能容量与时间尺度协同控制方法，包括：

步骤1：监测电、热、气能量储能设备状态数据；

步骤2：计算多时间尺度下电、热、气储能/放能的表征值；

步骤3：建立系统能量平衡的多时间尺度电、热、气储能协调控制，实现供需能量平衡。

所述步骤1中状态数据包括：电池在t时刻的充能功率P_t^PS,bc、电池在t′时刻的放能功率P_t^PS,bd、电池的实际安装容量Q^PS；储热设备在t时刻的充能功率P_t^TS,sh，储热设备在t′时刻的放能功率P_t^TS,ex，储热设备的实际安装容量Q^TS；储气罐在t时刻的充能功率P_t^GS,gc，储气罐在t′时刻的放能功率P_t^GS,rg，储气罐的实际安装容量Q^GS；多能源系统的发出功率P_G和负荷消耗功率P_LD。

所述步骤2包括：

步骤2.1：计算电池、储热设备、储气罐在t时刻储能时储存容量的表征值；

步骤2.2：计算电池、储热设备、储气罐在t′时刻放能时能量剩余量的表征值。

所述步骤2.1包括：

计算各参数的标幺值：

式中，为电池在t时刻充能功率的标幺值，P^PS,bc为电池充能功率基准值，为储热设备在t时刻充能功率的标幺值，P^TS,sh为储热设备充能功率基准值，为储气罐在t时刻充能功率的标幺值，P^GS,gc为储气罐充能功率基准值，为电池实际安装容量的标幺值，Q^S为储能容量基准值，为储热设备实际安装容量的标幺值，为储气罐实际安装容量的标幺值，为系统发出功率的标幺值，P为功率基准值，为负荷消耗功率的标幺值；