风光柴储智能微电网能量管理控制策略设计

,风光柴储智能微电网,能量管理控制策略设计,张弘辉伦太阳能科技2018.11,目录,微电网的功能与拓,扑结构,微电网内不同类型节点的约束条件,微电网不同模式下的控制策略,微电网能量控制策略的实践验证,微电网简介/拓扑结构,风、光、柴、储，各自的角色,风光柴储微电网简介,微电网是指小型的本地发电输电用电结构，配合能量控制策略，构筑出的能量管理网络。风、光、柴、储,是微电网最常见的，也是重要的四种节点，组合起来可以构筑兼具效率与稳定性的微电网结构。,四种节点各自有不同的特性，管理时必须兼顾。,风光柴储微电网拓扑结构,微电网内节点的约束条件,整体的安全依赖于部分,风机约束(AC-DC型),风速约束输出约束,蓄电池过压,风机控制端主动刹车,监测中间蓄电池状态间接管理,逆变器监视蓄电池容,量，线性调节输出,Vbat(V),50,54,AC,PwPwe,0,bat,we,*Vbat,we,w,P,Vbat54V,50VV54V(5),Vbat50V,5450,50,PP,太阳光伏发电的约束方式,MPPT,调整,非稳定发电,单方向功率限制,MPPT示意,柴油发电机的约束条件,电压/频率控制,模式,最优工作区间,避免低效率工况,最小运行时间,禁止震荡开闭,定期检测维护,储能单元约束,电压约束,电流约束,容量,约束,接口,约束,储能单元约束(锂电池),锂电池电压约束锂电池的电压在充满和放空附近会呈现急剧变化的趋势。仅使用5%95%的中间区域。,储能单元约束(锂电池)电流约束,锂电池电流约束工作电流大小会影响温度，高温下锂电池寿命明显降低。必须控制充放电功率功率，并使用散热措施。,储能单元约束(锂电池)容量约束,锂电池容量约束无论何种类型电池，其循环次数与放电的深度呈反比例关系。越高的深度，利用率越高，寿命减少。越低深度，利用率低，一次建设成本大。60%70%是较合适区间。,储能单元约束(锂电池)容量约束,储能单元约束(锂电池)接口约束,储能变流器是储能单元与微电网交换能量的桥梁。储能变流器电池端电池电压须匹配，电网端电压也要同时匹配。储能变流器功率与电池组容量可以动态变化。对于短周期调峰调频，功率/容量比值相对大，对电池放电能力要求高。对于长周期峰谷交易，离网运行准备，功率/容量对电池放电速度能力要求低。,离/并网能量控制策略,微电网控制策略并网计划管理母线功率自平衡,设备监控与信息采集,并网能量控制流程,微电网控制策略离网,离网下，储能单元自动转换到VF模式，不再能自由控制。对于电力溢出的情况，通过限制新能源发电来缓解。对于电力不足的情况，启动柴油发电机，借助外力缓解。,微电网控制策略离网,限制新能源发电的时机：储能单元充电容量达到上限，此时应降低新能源出力，降幅为当前储能单元充电功率，目的是修改储能单元工作方向为放电。储能单元充电功率达到上限，此时应降低新能源出力，限制功率不超过最大充电功率与总负载功率的和。新能源出力有浮动，为确保充分利用发电，在平衡状态下，逐渐提高新能源的当前限制功率。,微电网控制策略离网,启动发电机的时机：储能单元电池容量低于25%，启动发电机，以小额功率对电池充电，确保负载加充电功率在发电机最佳工作功率范围之内。储能单元放电功率接近超过额定上限，启动发电机，降低储能单元比例。发电机启动后以作为主电源工作，储能单元允许以指定功率工作。,微电网控制策略离网,关闭发电机时机:避免发电机频繁启停，设置相对高的SOC目标值，需要储能达到该SOC值，发电机才允许退出。考虑到新能源有可能加入，设置一个SOC准目标值，储能达到该目标值，且新能源输出高于负载时，允许发电机退出。必须运行超过最小时间限制，才可以关闭发电机连接。,微电网离网控制策略,能量控制策略的实践验证,工程实践,5KW光伏车棚，并网逆变器。500W风力发电机配套设备，蓄电池逆变器。12KWH锂电池储能单元，搭配5KW输出储能变流器。负载主要为电动车充电，少部分为空调。,工程实践：,通信及能量管理系统配置：串口转以太网服务器，驳接RS485,232等设备。本地能量管理系统，通过TCP/IP访问设备端口，监控并管理微电网各节点。Http数据访问接口，提供远程监控与调试服务。,