CN109873452B - 能源互联网的离网状态电量控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能源互联网的离网状态电量控制系统，所述能源互联网包括可再生能源发电设备、柴油发电机、储能设备、用电负载和控制器；控制器内安装控制程序。本发明的控制系统在能源互联网中引入储能设备和柴油发电机，当可再生能源发电设备的输出功率能够满足用电负载需求时，柴油发电机不运行，储能设备用于吸收多余的输出功率；当可再生能源发电设备输出功率不能满足用电负载需求时，储能设备优先作为主电源为用电负载提供支撑电源，柴油发电启动作为备用电源，保证重要用电负载不断电；整个控制系统充分利用电力，系统相应速度快、自动化程度高、经济效益好。

Description

能源互联网的离网状态电量控制系统
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种能源互联网的离网状态电量控制系统。
背景技术
能源互联网是指具有多种电源的供电系统，一般包括市电、风电、光伏电力和用电负载；能源互联网的离网状态是指是市电断开，单纯使用能源互联网自身的发电设备为用电负载供电。能源互联网在离网状态需要进行精确的调度，合理协调发电设备与用电负载之间的功率平衡；在现有技术中，当能源互联网中发电设备的供电能力不足时，常常采用柴油发电机作为补充；但是柴油发电机的系统响应速度慢、需要人工操作且对专业要求高，这些缺陷严重制约了能源互联网的控制系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能源互联网的离网状态电量控制系统，引入储能设备作为能源互联网的主支撑电源，提高能源互联网的相应速度和自动化程度。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种能源互联网的离网状态电量控制系统，所述能源互联网包括可再生能源发电设备(例如光伏发电设备和风能发电设备)、柴油发电机、储能设备(例如储能电池)、用电负载和控制器；控制器内安装控制程序，依据如下规则控制离网状态下的能源互联网；
步骤1：计算能源互联网的不平衡功率
Figure BDA0002005955840000011
Pfi为能源互联网用电负载的功率；
Pgj和Pwz分别为能源互联网中光伏发电设备和风能发电设备的功率，如果还有其他可再生能源发电设备，则在上述公式中对应添加；
步骤2：判定Pnet≤0是否成立，是则意味着光伏发电设备和风能发电设备的功率有富余，转入步骤3；否则转入步骤8；
步骤3：确保柴油发电机停止运行，并判定SOC＝1是否成立，是则转入步骤4，否则转入步骤5；
SOC为储能设备当前电荷量，SOC＝1则代表储能设备电荷存量满；
步骤4：切断或停止部分可再生能源发电设备，功率为Pdr-p＝Pnet，避免发电量超过使用量；
步骤5：判定|Pnet|≤maxPC是否成立，是则意味着可再生能源发电设备的发电功率可以用于储能设备充电，转入步骤6；否则意味着可再生能源发电设备的发电功率可以用于储能设备充电但是功率超标，转入步骤7；
步骤6：对储能设备充电，充电功率PC＝|Pnet|；
步骤7；以最大功率对储能设备充电，PC＝maxPC，切断或停止部分可再生能源发电设备，功率为Pdr-p＝Pnet-PC；
步骤8：判定SOC>minSOC是否成立，是则意味着储能设备的电量可以用于输出，转入步骤9，否则转入步骤16；
步骤9：判定maxPC>Pnet是否成立，是则意味着储能设备的输出功率能够满足用电负载的缺口，转入步骤10；否则转入步骤11；
步骤10：使用储能设备为用电负载供电，储能设备的输出功率PC＝Pnet；
步骤11：柴油发电机启动，并且判定Pnet-maxPC≤minPde是否成立，是则意味着柴油发电机以最小功率运行即可配合储能设备满足用电负载的缺口，转入步骤12；否则转入步骤13；
Pde为柴油发电机功率，区间为minPde和maxPde；
步骤12：柴油发电机以最低功率minPde为用电负载供电，储能设备为用电负载供电，储能设备的输出功率PC＝Pnet-minPde；
步骤13：判定Pnet-maxPC≥maxPde是否成立，是则意味着柴油发电机的最大功率配合储能设备的最大输出功率依然不能满足用电负载的缺口，转入步骤14；否则转入步骤15；
步骤14：柴油发电机以最高功率maxPde为用电负载供电，储能设备以最高功率maxPC为用电负载供电，切断或停止部分用电负载，功率为Pfi-p＝Pnet-maxPC-maxPde；
步骤15：储能设备以最高功率maxPC为用电负载供电，柴油发电机为用电负载供电，柴油发电机的输出功率为Pde＝Pnet-minPC；
步骤16：启动柴油发电机，并判定Pnet≤minPde是否成立，是则意味着柴油发电机以最小功率运行即可满足用电负载的缺口并有富余转入步骤17，否则转入步骤18；
步骤17：柴油发电机以最低功率minPde运行，为用电负载供电的同时为储能设备充电，充电功率PC＝Pnet-minPde；
步骤18：判定Pnet≥maxPde是否成立，是则意味着柴油发电机最大功率依然不能满足用电负载的缺口，转入步骤19；否则转入步骤20；
步骤19：柴油发电机以最高功率maxPde为用电负载供电，切断或停止部分用电负载，功率为Pfi-p＝Pnet-maxPde；
步骤20：柴油发电机为用电负载供电，柴油发电机的输出功率为Pde＝Pnet。
有益效果：本发明的控制系统在能源互联网中引入储能设备和柴油发电机，当可再生能源发电设备的输出功率能够满足用电负载需求时，柴油发电机不运行，储能设备用于吸收多余的输出功率；当可再生能源发电设备输出功率不能满足用电负载需求时，储能设备优先作为主电源为用电负载提供支撑电源，柴油发电启动作为备用电源，保证重要用电负载不断电；整个控制系统充分利用电力，系统相应速度快、自动化程度高、经济效益好。
附图说明
图1是实施例1控制系统工作流程图。
图2是实施例控制系统应用项目的基本概况图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，本实施例的能源互联网的离网状态电量控制系统，所述能源互联网包括光伏发电设备、风能发电设备、柴油发电机、储能电池、用电负载和控制器；控制器内安装控制程序，依据如下规则控制离网状态下的能源互联网；
步骤1：计算能源互联网的不平衡功率
Figure BDA0002005955840000041
Pfi为能源互联网用电负载的功率；
Pgj和Pwz分别为能源互联网中光伏发电设备和风能发电设备的功率，如果还有其他可再生能源发电设备，则在上述公式中对应添加；
步骤2：判定Pnet≤0是否成立，是则意味着光伏发电设备和风能发电设备的功率有富余，转入步骤3；否则转入步骤8；
步骤3：确保柴油发电机停止运行，并判定SOC＝1是否成立，是则转入步骤4，否则转入步骤5；
SOC为储能电池当前电荷量，SOC＝1则代表储能电池电荷存量满；
步骤4：切断或停止部分可再生能源发电设备，功率为Pdr-p＝Pnet，避免发电量超过使用量；
步骤5：判定|Pnet|≤maxPC是否成立，是则意味着可再生能源发电设备的发电功率可以用于储能电池充电，转入步骤6；否则意味着可再生能源发电设备的发电功率可以用于储能电池充电但是功率超标，转入步骤7；
步骤6：对储能电池充电，充电功率PC＝|Pnet|；
步骤7；以最大功率对储能电池充电，PC＝maxPC，切断或停止部分可再生能源发电设备，功率为Pdr-p＝Pnet-PC；
步骤8：判定SOC>minSOC是否成立，是则意味着储能电池的电量可以用于输出，转入步骤9，否则转入步骤16；
步骤9：判定maxPC>Pnet是否成立，是则意味着储能电池的输出功率能够满足用电负载的缺口，转入步骤10；否则转入步骤11；
步骤10：使用储能电池为用电负载供电，储能电池的输出功率PC＝Pnet；
步骤11：柴油发电机启动，并且判定Pnet-maxPC≤minPde是否成立，是则意味着柴油发电机以最小功率运行即可配合储能电池满足用电负载的缺口，转入步骤12；否则转入步骤13；
Pde为柴油发电机功率，区间为minPde和maxPde；
步骤12：柴油发电机以最低功率minPde为用电负载供电，储能电池为用电负载供电，储能电池的输出功率PC＝Pnet-minPde；
步骤13：判定Pnet-maxPC≥maxPde是否成立，是则意味着柴油发电机的最大功率配合储能电池的最大输出功率依然不能满足用电负载的缺口，转入步骤14；否则转入步骤15；
步骤14：柴油发电机以最高功率maxPde为用电负载供电，储能电池以最高功率maxPC为用电负载供电，切断或停止部分用电负载，功率为Pfi-p＝Pnet-maxPC-maxPde；
步骤15：储能电池以最高功率maxPC为用电负载供电，柴油发电机为用电负载供电，柴油发电机的输出功率为Pde＝Pnet-minPC；
步骤16：启动柴油发电机，并判定Pnet≤minPde是否成立，是则意味着柴油发电机以最小功率运行即可满足用电负载的缺口并有富余转入步骤17，否则转入步骤18；
步骤17：柴油发电机以最低功率minPde运行，为用电负载供电的同时为储能电池充电，充电功率PC＝Pnet-minPde；
步骤18：判定Pnet≥maxPde是否成立，是则意味着柴油发电机最大功率依然不能满足用电负载的缺口，转入步骤19；否则转入步骤20；
步骤19：柴油发电机以最高功率maxPde为用电负载供电，切断或停止部分用电负载，功率为Pfi-p＝Pnet-maxPde；
步骤20：柴油发电机为用电负载供电，柴油发电机的输出功率为Pde＝Pnet。
图2是本实施例的控制系统所应用的江西吉安井冈山某地能源互联网项目(因自然因素，井冈山能源互联网中的可再生能源设备仅有光伏发电设备，未采用风能发电设备)；井冈山能源互联网日最大用电负载功率为213.28kW，日用电时间为18h，日均用电量为1708.3kWh，约90％的电能需要蓄电池在白天时存储光伏发电量、并在夜间供用电负载使用，项目首年发电量74.034万kWh，预计25年累计发电量1621.383万kWh，运营期年均发电量67.344万kWh，年有效利用小时数为1391.8h；项目运营期间的主要用电负载为居民用电和公共照明，在长期离网状态下均能正常供电，预计25年累计收益超过千万。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种能源互联网的离网状态电量控制系统，其特征在于：所述能源互联网包括可再生能源发电设备、柴油发电机、储能设备、用电负载和控制器；控制器内安装控制程序，依据如下规则控制离网状态下的能源互联网；
步骤1：计算能源互联网的不平衡功率
Figure FDA0002005955830000011
Pfi为能源互联网用电负载的功率；
Pgj和Pwz均为能源互联网中可再生能源发电设备的功率；
步骤2：判定Pnet≤0是否成立，是则转入步骤3，否则转入步骤8；
步骤3：确保柴油发电机停止运行，并判定SOC＝1是否成立，是则转入步骤4，否则转入步骤5；
SOC为储能设备当前电荷量，SOC＝1则代表储能设备电荷存量满；
步骤4：切断或停止部分可再生能源发电设备，功率为Pdr-p＝Pnet；
步骤5：判定|Pnet|≤maxPC是否成立，是则转入步骤6，否则转入步骤7；
步骤6：对储能设备充电，充电功率PC＝|Pnet|；
步骤7；以最大功率对储能设备充电，PC＝maxPC，切断或停止部分可再生能源发电设备，功率为Pdr-p＝Pnet-PC；
步骤8：判定SOC>minSOC是否成立，是则转入步骤9，否则转入步骤16；
步骤9：判定maxPC>Pnet是否成立，是则转入步骤10，否则转入步骤11；
步骤10：使用储能设备为用电负载供电，储能设备的输出功率PC＝Pnet；
步骤11：柴油发电机启动，并且判定Pnet-maxPC≤minPde是否成立，是则转入步骤12，否则转入步骤13；
Pde为柴油发电机功率，区间为minPde和maxPde；
步骤12：柴油发电机以最低功率minPde为用电负载供电，储能设备为用电负载供电，储能设备的输出功率PC＝Pnet-minPde；
步骤13：判定Pnet-maxPC≥maxPde是否成立，是则转入步骤14，否则转入步骤15；
步骤14：柴油发电机以最高功率maxPde为用电负载供电，储能设备以最高功率maxPC为用电负载供电，切断或停止部分用电负载，功率为Pfi-p＝Pnet-maxPC-maxPde；
步骤15：储能设备以最高功率maxPC为用电负载供电，柴油发电机为用电负载供电，柴油发电机的输出功率为Pde＝Pnet-minPC；
步骤16：启动柴油发电机，并判定Pnet≤minPde是否成立，是则转入步骤17，否则转入步骤18；
步骤17：柴油发电机以最低功率minPde运行，为用电负载供电的同时为储能设备充电，充电功率PC＝Pnet-minPde；
步骤18：判定Pnet≥maxPde是否成立，是则转入步骤19，否则转入步骤20；
步骤19：柴油发电机以最高功率maxPde为用电负载供电，切断或停止部分用电负载，功率为Pfi-p＝Pnet-maxPde；
步骤20：柴油发电机为用电负载供电，柴油发电机的输出功率为Pde＝Pnet。
2.根据权利要求1所述的能源互联网的离网状态电量控制系统，其特征在于：所述可再生能源发电设备包括光伏发电设备和风能发电设备。
3.根据权利要求1所述的能源互联网的离网状态电量控制系统，其特征在于：所述储能设备为储能电池。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111497630A (zh) * 2020-04-30 2020-08-07 中车株洲电力机车有限公司 轨道交通车辆混合供电系统及其控制方法、轨道交通车辆
CN113747548B (zh) * 2020-05-27 2023-11-10 上海华为技术有限公司 电能控制方法以及相关设备
CN112736908A (zh) * 2020-12-28 2021-04-30 江苏晟能科技有限公司 一种多能协同优化配置规划方法
CN113659613A (zh) * 2021-07-07 2021-11-16 杭州中恒电气股份有限公司 独立微电网优化的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104022528A (zh) * 2014-06-12 2014-09-03 国家电网公司 一种基于多元复合储能的微网系统协调控制方法
CN106208117A (zh) * 2016-08-19 2016-12-07 上海电机学院 一种孤立微网中储能电池的控制方法
CN106411230A (zh) * 2016-12-05 2017-02-15 青岛尚源新能源科技有限公司 一种风光柴综合发电系统及控制方法
CN106487036A (zh) * 2016-11-04 2017-03-08 浙江工业大学 一种基于多目标优化算法的独立光伏拖动系统容量配置方法
CN106602541A (zh) * 2017-01-23 2017-04-26 武汉理工大学 通信基站用风光柴储独立电源协调控制系统及方法
CN106849343A (zh) * 2017-01-23 2017-06-13 武汉理工大学 通信基站用风光柴储独立供电切换系统及供电切换方法
CN107492910A (zh) * 2017-10-10 2017-12-19 北京四方继保自动化股份有限公司 一种含柴储的离网微电网自适应控制与主电源切换方法
CN107769258A (zh) * 2017-11-29 2018-03-06 湖南红太阳新能源科技有限公司 一种独立微网的供电系统及其控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104022528A (zh) * 2014-06-12 2014-09-03 国家电网公司 一种基于多元复合储能的微网系统协调控制方法
CN106208117A (zh) * 2016-08-19 2016-12-07 上海电机学院 一种孤立微网中储能电池的控制方法
CN106487036A (zh) * 2016-11-04 2017-03-08 浙江工业大学 一种基于多目标优化算法的独立光伏拖动系统容量配置方法
CN106411230A (zh) * 2016-12-05 2017-02-15 青岛尚源新能源科技有限公司 一种风光柴综合发电系统及控制方法
CN106602541A (zh) * 2017-01-23 2017-04-26 武汉理工大学 通信基站用风光柴储独立电源协调控制系统及方法
CN106849343A (zh) * 2017-01-23 2017-06-13 武汉理工大学 通信基站用风光柴储独立供电切换系统及供电切换方法
CN107492910A (zh) * 2017-10-10 2017-12-19 北京四方继保自动化股份有限公司 一种含柴储的离网微电网自适应控制与主电源切换方法
CN107769258A (zh) * 2017-11-29 2018-03-06 湖南红太阳新能源科技有限公司 一种独立微网的供电系统及其控制方法

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