CN106356875B - 一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法 - Google Patents

一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法，该方法包括以下步骤：获取光伏发电当前采样点的实时功率、前1采样点实时功率、前2个采样点实时功率；计算当前实时功率差值以及前1采样时刻功率差值；判断，满足条件，则判断前1采样时刻功率差值，将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始。本发明的有益效果是，基于光伏功率变化的能量管理系统可以实现分布式能源系统的出力跟踪变化，平抑光伏功率随机性波动，保障分布式能源系统整体功率平稳。

Description

一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法
技术领域
本发明涉及考虑光伏功率惯性的分布式能源系统能源管理方法的改进，特别是一种平抑光伏功率波动的分布式能源系统能量管理方法。
背景技术
现有的分布式能源系统其能量管理通常设定光伏功率的绝对数值来设定储能的调度指令，未能充分利用光伏功率变化具有一定的惯性这一特点，可能造成频繁充放电，影响整体的经济性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：获取光伏发电当前采样点的实时功率P(t)、前1采样点实时功率P(t-1)、前2个采样点实时功率P(t-2)；
步骤二：计算当前实时功率差值△(t)以及前1采样时刻功率差值△(t-1)，其中：
△(t)＝p(t)-P(t-1)；
△(t-1)＝p(t-1)-P(t-2)；
步骤三：判断△(t)，若△(t)同时满足以下两个条件，则退出步骤三，进入步骤四，若△(t)不同时满足以下两个条件，则退出步骤三，进入步骤五，其中，判断条件为：
当前实时功率差值△(t)大于0；
当前实时功率差值△(t)大于增量设定阈值p+；
步骤四：判断前1采样时刻功率差值△(t-1)，将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始；
步骤五：判断△(t)，若△(t)同时满足下述两个条件，则退出步骤五，进入步骤六，若△(t)不同时满足下述两个条件，则退出步骤五，进入步骤七，其中，判断条件为：
当前实时功率△(t)小于0；
当前实时功率△(t)的绝对值大于减量设定阈值p-；
步骤六：判断前1采样时刻功率差值△(t-1)，功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始；
步骤七：不更新功率调度指令至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始。
所述步骤四中，判断前1采样时刻功率差值△(t-1)，将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始，具体步骤为：判断前1采样时刻功率差值△(t-1)：
若△(t-1)大于或者等于0，则储能单元吸收△(t)+p(+)/2的功率，并将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始；
若△(t-1)小于0，则储能单元吸收|(p(t)+p(t-1))/2-(p(t-1)+p(t-2))/2|的功率，并将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始；
所述步骤六中，判断前1采样时刻功率差值△(t-1)，功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始，具体步骤为：判断前1采样时刻功率差值△(t-1)：
若△(t-1)小于或者等于0，则储能单元释放|△(t)|+p(-)/2的功率，并将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始；
若△(t-1)大于0，则储能单元释放|(p(t)+p(t-1))/2-(p(t-1)+p(t-2))/2|的功率，并将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始。
一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理装置，该装置包括能量管理模块、光伏发电模块、储能模块；
能量管理模块，用于实时监测光伏发电的功率输出，进一步对储能单元进行功率调度，实现其充放电管理；
光伏发电模块，用于为负荷进行供电；
储能模块，根据光伏功率增量或减量变化，吸收或输出部分功率。
利用本发明的技术方案制作的一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法，基于光伏功率变化的能量管理系统可以实现分布式能源系统的出力跟踪变化，充分考虑光伏功率的惯性，平抑光伏功率随机性波动，保障分布式能源系统整体功率平稳。
附图说明
图1是本发明所述一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法的步骤流程图；
图2是本发明所述一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法实施例一的步骤流程图；
图3是本发明所述一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理装置的结构示意图；
图4是本发明所述一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理装置实施例二的结构示意图；
图中，1、能量管理模块；2、光伏发电模块；3、储能模块。
具体实施方式
实施例一
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-2所示，
一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法：
在步骤S01中：数据周期更新开始后，首先获取光伏发电当前采样点的实时功率P(t)，前1个采样时刻的功率P(t-1)，前2个采样时刻的功率P(t-2)；
在步骤S02中：计算当前实时功率差值△(t)＝p(t)-P(t-1)，△(t-1)＝p(t-1)-P(t-2)；
在步骤S03中：判断当前实时功率差值△(t)是否同时满足下述两个条件：
①当前实时功率差值△(t)大于0；
②当前实时功率差值△(t)大于增量设定阈值p+；
如果当前实时功率差值△(t)同时满足①②条件，则退出步骤S03，进入步骤S04；
如果当前实时功率差值△(t)不同时满足上述两个条件，则退出步骤S03，进入步骤S05；
在步骤S04中，判断前1采样时刻功率差值△(t-1)：
如果△(t-1)小于0，则退出步骤S04，进入步骤S08；
如果△(t-1)大于等于0，则退出步骤S04，进入步骤S09；
在步骤S05中，判断△(t)是否同时满足下述两个条件：
③当前实时功率△(t)小于0；
④当前实时功率△(t)的绝对值大于减量设定阈值p-；
如果△(t)同时满足③④两个条件，则退出步骤S05，进入步骤S06；
如果△(t)不同时满足③④两个条件，则退出步骤S05，进入步骤S07；
在步骤S06中，判断前1采样时刻功率差值△(t-1)：
若△(t-1)小于等于0，则退出步骤S06，进入步骤S10；
若△(t-1)大于0，则退出步骤S06，进入步骤S11；
在步骤S07中，结束循环，不将功率角度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始。
在步骤S08中，若△(t-1)小于0，则储能单元吸收|(p(t)+p(t-1))/2-(p(t-1)+p(t-2))/2|的功率，并将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始；
在步骤S09中，若△(t-1)大于等于0，则储能单元吸收△(t)+p(+)/2的功率，并将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始；
在步骤S10中，储能单元释放|△(t)|+p(-)/2的功率，并将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始；
在步骤S11中，储能单元释放|(p(t)+p(t-1))/2-(p(t-1)+p(t-2))/2|的功率，并将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始。
在本技术方案中，分布式能源系统的能量管理系统实时监测光伏发电的功率输出，进一步对储能单元进行功率调度，实现其充放电管理。当能量管理系统监测到光伏功率增加且增量大于一定阈值时，能量管理系统将对储能单元进行能量调度，通过将光伏发电输出的部分功率存储至储能单元来减少分布式能源系统出力；当能量管理系统监测到光伏功率减少且减量大于一定阈值时，能量管理系统将对储能单元进行能量调度，通过释放储能单元的部分功率来增加分布式能源系统出力。这样基于光伏功率变化的能量管理系统可以实现分布式能源系统的出力跟踪变化，平抑光伏功率随机性波动，保障分布式能源系统整体功率平稳。
实施例二
如图3-4所示：
一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理装置，该装置包括能量管理模块、光伏发电模块、储能模块；能量管理模块，用于实时监测光伏发电的功率输出，进一步对储能单元进行功率调度，实现其充放电管理；光伏发电模块，用于为负荷进行供电；储能模块，根据光伏功率增量或减量变化，吸收或输出部分功率。
根据实施例二，本发明中提供一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理装置，包括光伏发电单元、储能单元以及负荷，其中，光伏发电与储能单元接入系统母线，负荷接入系统母线获取电力，分布式能源系统的系统母线接入外部电网。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：获取光伏发电当前采样点的实时功率P(t)、前1采样点实时功率P(t-1)、前2个采样点实时功率P(t-2)；
步骤二：计算当前实时功率差值△(t)以及前1采样时刻功率差值△(t-1)，其中：
△(t)＝p(t)-P(t-1)；
△(t-1)＝p(t-1)-P(t-2)；
步骤三：判断△(t)，若△(t)同时满足以下两个条件，则退出步骤三，进入步骤四，若△(t)不同时满足以下两个条件，则退出步骤三，进入步骤五，其中，判断条件为：
当前实时功率差值△(t)大于0；
当前实时功率差值△(t)大于增量设定阈值p+；
步骤四：判断前1采样时刻功率差值△(t-1)，将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始；
步骤五：判断△(t)，若△(t)同时满足下述两个条件，则退出步骤五，进入步骤六，若△(t)不同时满足下述两个条件，则退出步骤五，进入步骤七，其中，判断条件为：
当前实时功率△(t)小于0；
当前实时功率△(t)的绝对值大于减量设定阈值p-；
步骤六：判断前1采样时刻功率差值△(t-1)，功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始；
步骤七：不更新功率调度指令至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始。
2.根据权利要求1所述的一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法，其特征在于，所述步骤四中，判断前1采样时刻功率差值△(t-1)，将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始，具体步骤为：判断前1采样时刻功率差值△(t-1)：
若△(t-1)大于或者等于0，则储能单元吸收△(t)+p(+)/2的功率，并将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始；
若△(t-1)小于0，则储能单元吸收|(p(t)+p(t-1))/2-(p(t-1)+p(t-2))/2|的功率，并将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始。
3.根据权利要求1所述的一种平抑光伏功率波动的能源系统能量管理方法，其特征在于，所述步骤六中，判断前1采样时刻功率差值△(t-1)，功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始，具体步骤为：判断前1采样时刻功率差值△(t-1)：
若△(t-1)小于或者等于0，则储能单元释放|△(t)|+p(-)/2的功率，并将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始；
若△(t-1)大于0，则储能单元释放|(p(t)+p(t-1))/2-(p(t-1)+p(t-2))/2|的功率，并将功率调度指令下发至储能单元双向变流器，等待下一次数据周期更新开始。
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