CN106130051A - 一种考虑电压调节的分布式电池储能系统调度运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑电压调节的分布式电池储能系统调度运行方法，包括如下步骤：1)进行数据采集；2)判断母线电压V_bus是否越限，若母线电压大于最大电压参考值V_{ref_max}，则进入步骤3)；若母线电压小于最小电压参考值V_{ref_min}或者系统处于峰值负荷状态Peak_Load＝1，则进入步骤4)；3)过电压调节流程；4)低电压调节和峰值负荷削减流程；5)控制器指令发送环节：控制器发送控制指令到电压调节设备或电池储能系统，电压调节设备或电池储能系统开始相应动作；6)回到步骤1)，观察母线电压的控制效果。本发明通过电池储能充放电调度调节母线电压，解决了母线电压的越限问题，并实现了电压调节设备与电池储能系统、光伏发电系统的互相优化。

Description

一种考虑电压调节的分布式电池储能系统调度运行方法

技术领域

本发明涉及高光伏渗透率下的一种考虑电压调节的分布式电池储能系统调度运行方法，属于能源管理技术领域。

背景技术

在配电网中，并网光伏安装已经显著增长，在光伏高渗透率水平下，大量逆向有功可能导致电压水平升高，会引起配电系统的潜在危机。传统的电压控制设备，例如有载调压变压器以及电压调节器通常用于调节正常范围内的电压。但是这一电压调节技术会在高渗透率光伏应用背景下由于反复调节而缩短生命周期。因此，需要推出改进的电压调节方法来解决过电压问题。在配电线路中，限制有功功率已经被确认为比无功出力更为有效的电压调节手段。相应地，一种可能的解决方式是通过集成分布式电池储能在光伏系统侧来达成一个更为灵活的无功控制。近年来的研究工作已经表明，电池储能系统有助于有载调压变压器和电压调节器在高光伏渗透率的电力系统中解决过电压问题，并且甚至可以在系统中没有有载调压变压器和电压调节器的情况下减少消除过电压现象。但是，如何进行分布式储能相应的调度运行，仍是一个值得研究的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种考虑电压调节的分布式电池储能系统调度运行方法，解决了母线电压越限问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种考虑电压调节的分布式电池储能系统调度运行方法，包括如下步骤：

1)进行数据采集，具体通过安装在母线、光伏发电、负荷、电池储能系统、电压调节设备上的装置进行数据采集，汇总到控制器中；

2)判断母线电压V_bus是否越限，若母线电压大于最大电压参考值V_{ref_max}，则进入步骤3)；若母线电压小于最小电压参考值V_{ref_min}或者系统处于峰值负荷状态Peak_Load＝1，则进入步骤4)；

3)过电压调节流程：

当过电压发生，且光伏正在发电，电池将用过量的光伏发电来充电，直到母线电压下降到正常范围；或

当过电压发生，但光伏不在发电或是电池充电的标志位显示电池已充满，则最靠近母线的电压控制设备减小电压，直到母线电压下降到正常范围，而后转向步骤5)；

4)低电压调节和峰值负荷削减流程：

在高峰负荷或当电压暂降发生时，电池放电以支持母线电压；或

当电池放电标志表示电池达到其极限，电压骤降仍然存在，则最接近母线的电压控制装置将加大分接头位置提升的电压以支持母线电压，而后转向步骤5)；

5)控制器指令发送环节：控制器发送控制指令到电压调节设备或电池储能系统，电压调节设备或电池储能系统开始相应动作；

6)回到步骤1)，观察母线电压的控制效果。

具体的，步骤3)的具体操作步骤如下：

31)判断电池充电标志位Charge_Flag＝1，如果是，则表明电池可充电，进入步骤32)；如果否，表明电池不可充电，进入电压调节设备下调步骤；

32)判断光伏发电功率P_pv>0，如果是，设定电池充电功率P_{Batt_Charge}，传递到控制器，并进入步骤33)；如果否，进入电压调节设备下调步骤；

33)判断电池容量状态SOC是否大于电池允许容量状态最大值SOC_Max，如果是，置电池充电标志位Charge_Flag＝0；如果否，置电池充电标志位Charge_Flag＝1，然后，进入控制器发送指令环节；

34)电压调节设备下调步骤：如果电压调节设备档位Tap>电压调节设备档位最小值Tap_min，则控制Tap-1，然后，进入控制器发送指令环节。

具体的，步骤4)的具体操作步骤如下：

41)判断电池放电标志位Discharge_Flag＝1，如果是，则表明电池可放电，设定电池放电功率P_{Batt_DisCharge}，传递到控制器，进入步骤42)；如果否，表明电池不可放电，进入电压调节设备上调步骤；

42)判断电池容量状态SOC是否小于电池允许容量状态最小值SOC_Min，如果是，置电池放电标志位Discharge_Flag＝0；如果否，置电池放电标志位Discharge_Flag＝1，然后，进入控制器发送指令环节；

43)电压调节设备上调步骤：如果电压调节设备档位Tap<电压调节设备档位最大值Tap_max，则控制Tap+1，然后，进入控制器发送指令环节。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明的考虑电压调节的分布式电池储能系统调度运行方法，可通过电池储能充放电调度调节母线电压，解决母线电压越限问题；

2、本发明的调度运行方法，综合考虑了电池储能系统与光伏发电系统结合的因素；

3、本发明的调度运行方法，同时考虑了系统中其他电压调节设备的作用，实现电压调节设备与电池储能系统、光伏发电系统的互相优化。

附图说明

附图1为本发明所述的考虑电压调节的分布式电池储能系统调度运行方法的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

一种考虑电压调节的分布式电池储能系统调度运行方法，其流程框图如图1所示，具体步骤如下：

S10、电池储能调度系统程序开始；

S11、数据采集：安装在母线、光伏发电、负荷、电池储能系统、电压调节设备上的装置进行数据采集，并汇总到控制器中；

S12、判断母线电压V_bus是否越限：如果V_bus>最大电压参考值V_{ref_max}(步骤S121)，则进入步骤S13(过电压调节流程)；如果V_bus<最小电压参考值V_{ref_min}，或者系统处于峰值负荷状态(Peak_Load＝1)(步骤S122)，则进入S14(低电压调节和峰值负荷削减流程)；否则回到S11；

S13、过电压调节流程：

S131、判断电池充电标志位Charge_Flag＝1，如果是，则表明电池可充电，进入步骤S132；如果否，表明电池不可充电，进入电压调节设备下调步骤S134；

S132、判断光伏发电功率P_pv>0，如果是，设定电池充电功率P_{Batt_Charge}(即步骤S1321)，传递到控制器，并进入步骤S133；如果否，进入电压调节设备下调步骤S134；

S133、判断电池容量状态SOC是否大于电池允许容量状态最大值SOC_Max，如果是，置电池充电标志位Charge_Flag＝0(步骤S1331)；如果否，置电池充电标志位Charge_Flag＝1(步骤S1332)，然后，进入控制器发送指令环节S15；

S134、电压调节设备下调步骤：如果电压调节设备档位Tap>电压调节设备档位最小值Tap_min(步骤S1341)，则控制Tap-1(步骤S1342)，然后，进入控制器发送指令环节S15；

S14、低电压调节和峰值负荷削减流程：

S141、判断电池放电标志位Discharge_Flag＝1，如果是，则表明电池可放电，设定电池放电功率P_{Batt_DisCharge}(步骤S1411)，传递到控制器，进入步骤S142；如果否，表明电池不可放电，进入电压调节设备上调步骤S143；

S142、判断电池容量状态SOC是否小于电池允许容量状态最小值SOC_min，如果是，置电池放电标志位Discharge_Flag＝0(步骤S1421)；如果否，置电池放电标志位Discharge_Flag＝1(步骤S1422)，然后，进入控制器发送指令环节S15；

S143、电压调节设备上调步骤：如果电压调节设备档位Tap<电压调节设备档位最大值Tap_max(步骤S1431)，则控制Tap+1(步骤S1432)，然后，进入控制器发送指令环节S15；

S15、控制器指令发送环节：控制器发送控制指令到电压调节设备或电池储能系统，电压调节设备或电池储能系统开始相应动作；

S16、回到步骤S11，观察对于母线电压的控制效果。

本发明可通过电池储能充放电调度调节母线电压，解决母线电压越限问题，并且综合考虑了电池储能系统与光伏发电系统、与系统中其他电压调节设备的作用，实现电压调节设备与电池储能系统、光伏发电系统的互相优化。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种考虑电压调节的分布式电池储能系统调度运行方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)进行数据采集，具体通过安装在母线、光伏发电、负荷、电池储能系统、电压调节设备上的装置进行数据采集，汇总到控制器中；

2)判断母线电压V_bus是否越限，若母线电压大于最大电压参考值V_{ref_max}，则进入步骤3)；若母线电压小于最小电压参考值V_{ref_min}或者系统处于峰值负荷状态Peak_Load＝1，则进入步骤4)；

3)过电压调节流程：

当过电压发生，且光伏正在发电，电池将用过量的光伏发电来充电，直到母线电压下降到正常范围；或

当过电压发生，但光伏不在发电或是电池充电的标志位显示电池已充满，则最靠近母线的电压控制设备减小电压，直到母线电压下降到正常范围，而后转向步骤5)；

4)低电压调节和峰值负荷削减流程：

在高峰负荷或当电压暂降发生时，电池放电以支持母线电压；或

当电池放电标志表示电池达到其极限，电压骤降仍然存在，则最接近母线的电压控制装置将加大分接头位置提升的电压以支持母线电压，而后转向步骤5)；

5)控制器指令发送环节：控制器发送控制指令到电压调节设备或电池储能系统，电压调节设备或电池储能系统开始相应动作；

6)回到步骤1)，观察母线电压的控制效果。

2.根据权利要求1所述的分布式电池储能系统调度运行方法，其特征在于，步骤3)的具体操作步骤如下：

31)判断电池充电标志位Charge_Flag＝1，如果是，则表明电池可充电，进入步骤32)；如果否，表明电池不可充电，进入电压调节设备下调步骤；

32)判断光伏发电功率P_pv>0，如果是，设定电池充电功率P_{Batt_Charge}，传递到控制器，并进入步骤33)；如果否，进入电压调节设备下调步骤；

33)判断电池容量状态SOC是否大于电池允许容量状态最大值SOC_Max，如果是，置电池充电标志位Charge_Flag＝0；如果否，置电池充电标志位Charge_Flag＝1，然后，进入控制器发送指令环节；

34)电压调节设备下调步骤：如果电压调节设备档位Tap>电压调节设备档位最小值Tap_min，则控制Tap-1，然后，进入控制器发送指令环节。

3.根据权利要求1所述的分布式电池储能系统调度运行方法，其特征在于，步骤4)的具体操作步骤如下：

41)判断电池放电标志位Discharge_Flag＝1，如果是，则表明电池可放电，设定电池放电功率P_{Batt_DisCharge}，传递到控制器，进入步骤42)；如果否，表明电池不可放电，进入电压调节设备上调步骤；

42)判断电池容量状态SOC是否小于电池允许容量状态最小值SOC_Min，如果是，置电池放电标志位Discharge_Flag＝0；如果否，置电池放电标志位Discharge_Flag＝1，然后，进入控制器发送指令环节；

43)电压调节设备上调步骤：如果电压调节设备档位Tap<电压调节设备档位最大值Tap_max，则控制Tap+1，然后，进入控制器发送指令环节。