CN110707736A - 一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法，其特征在于，包括以下步骤：1)用户端将用户信息上传至网络云端，网络云端将该信息打包发送给能量管理中心；2)当将电动汽车纳入能量管理中心且允许能量管理控制中心征用用户电动汽车进行电力调度时，能量管理中心以经济性为目标分别对储能系统、公共电网和电动汽车进行运行管理。与现有技术相比，本发明具有三层控制、调度合理、经济环保、利用闲置电动汽车、提高用户满意度等优点。

Description

一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法

技术领域

本发明涉及电力需求响应技术领域，尤其是涉及一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法。

背景技术

目前基于用户需求侧响应的微电网运行方法大都是指针对电力市场激励机制和电价信息，用户改变原有电力消费模式和负荷使用方式，以达到供需利益相互协调的方式，主要有用户可转移负荷的方式和用户分时电价响应方式。

但是以上的两种方式都会让用户用电满意度大大降低，而且转移负荷效率较低，节约的成本不明显。为了提高光伏的渗透率，又要使用大量的储能电池，这样一来会减少弃光率，但是储能电池价格昂贵，配置容量过多也会影响微电网的经济性。虽然经过转移负荷储能电池的使用会减少但是对负荷来讲峰谷差会拉大，将大大降低使用电可靠性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法，包括以下步骤：

1)用户端将用户信息上传至网络云端，网络云端将该信息打包发送给能量管理中心；

2)当将电动汽车纳入能量管理中心且允许能量管理控制中心征用用户电动汽车进行电力调度时，能量管理中心以经济性为目标分别对储能系统、公共电网和电动汽车进行运行管理。

所述的步骤1)中，用户信息包括基本负荷功率、电价信息、光伏发电功率、电动汽车荷电状态以及储能系统荷电状态。

所述的步骤2)具体包括以下步骤：

201)能量管理中心判断光伏发电功率是否大于负荷功率，若是，则进行步骤202)，若否，则进行步骤207)；

202)判断储能系统是否满电，若是则进行步骤204)，若否，则进行步骤203)；

203)判断光伏功率在满足负荷要求外，净功率是否大于储能系统额定功率，若满足，则将储能系统充满并进行步骤204)，若不满足，则将净光伏电量全部向储能系统充电后进行步骤204)；

204)判断电动汽车是否满足下次出行条件，若不满足，则光伏和储能系统一起给电动汽车充电并进行步骤205)，若满足，则进行步骤206)；

205)断是否到达一个时间周期，若是，则返回步骤204)，若否，则进行步骤206)；

206)判断是否光伏发电功率在满足负荷功率外，多余电量已经使储能系统和电动汽车都充满，若是，则在此情况下额外光伏电量反馈入公共电网并结束，若否，则直接结束；

207)判断储能系统是否有余电，若是，则进行步骤208)，若否，则进行步骤209)；

208)判断光伏功率和储能系统一起供电是否满足负荷要求，若满足，则储能系统和光伏发电一起给负荷供电并结束，若不满足，则进行步骤209)；

209)判断电价是否处于高峰，若是，则进行步骤210)，若否，则进行步骤213)；

210)判断电动汽车是否满足下次出行条件，若是，则进行步骤211)，若否，则进行步骤213)；

211)判断光伏和储能系统余电以及电动汽车余电的总功率是否大于负荷功率，若是，则三者一起为负荷供电，并进行步骤212)，若否，则进行步骤213)；

212)判断是否到达一个时间周期，若是，则返回步骤210)，若否，则结束；

213)判断电价是否处于低谷，若是，则公共电网和光伏一起给负荷供电，并且利用电价低谷时期，将储能系统和电动汽车都充满并结束，若否，则公共电网和光伏一起给负荷供电并结束。

所述的步骤205)中，一个时间周期的长度为60min。

所述的步骤212)中，一个时间周期的长度为60min。

所述的步骤204)和步骤210)中，判断电动汽车是否满足下次出行条件具体为：

电动汽车电池的荷电状态是否满足与目的地之间的往返里程。

所述的用户端为手机或平板电脑，所述的网络云端为计算机组网群集。

所述的能量管理中心采用D5000电力调度系统。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

目前微电网系统大多只依靠储能系统来存储能量，在未来微电网发展会成熟的同时，关于电动汽车充放电的调度策略也更加重要。本发明提出的方法基于小区的停车场之中停有大量闲置的电动汽车，如何在电网高峰时期利用电动汽车的电聚合起来作为后备供电单元就显得很重要，缓解电网压力而且在电网低谷时期给大量闲置电动汽车充电，给电网“填谷”，并且能够给多方带来效益:

①在未来智能小区内使用分布式电源就地消纳减小分布式电源并网冲击，能够有效降低居民小区用电负荷高峰，提高配电网供电可靠性，减缓或避免输配电设备改造投资；

②通过优先使用新能源发电，能够减少用户的用电成本，并且通过电价低谷时期的充电，使用电成本更加低同时间接提高了电网稳定运行的主动参与能力；

③未来智能小区提高新能源使用比例，也可以促进清洁能源的大量使用，建设绿色社会。

附图说明

图1为本发明的方法总流程图。

图2为能量管理中心的管理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

本发明是针对智能小区的用户以经济性为目标，在保证用户用电要求情况下的一种新型用电调度运行策略。供电单元主要由微电网，储能系统以及公共电网构成。

用户需求侧响应的运行策略由光伏发电功率与负荷功率的大小关系分成两部分，为三个阶段。第一阶段是对储能系统进行决策，第二阶段是对电动汽车进行决策，第三阶段是对公共电网做出响应。

执行策略首先读取基本负荷功率、电价信息、光伏发电功率、电动汽车荷电状态以及储能系统荷电状态。收集信息之后交给小区的能量管理中心，管理中心将统一调度。

用户端把用户信息上传至网络云端，网络云端包含用户基本负荷信息、电动汽车荷电状态、下次出行目的地信息以及小区光伏发电量以及储能系统的荷电状态，其中可以自主选择是否将电动汽车纳入能量管理中心，若不纳入则能量调度时不涉及电动汽车。网络云端将这些信息打包给小区能量管理控制中心，控制中心计算每辆汽车是否满足下次出行条件，将判断结果再反馈给用户。用户根据反馈信息，判断是否允许小区能量管理控制中心征用用户电动汽车来进行电力调度，信息包含用户所使用时间以及预计结束时电量。

为了避免小区在高峰时段用电负荷过大，出现配电变压器过载等问题，给电网运行造成负面影响，负荷高峰时段若光伏发电以及储能系统都无法满足负荷要求时，在不影响用户出行的条件下，电动汽车当做供电单元(如图1所示)。

具体则有：

如图2所示，首先由智能小区的能量管理中心读取数据，紧接着判断光伏发电功率是否大于负荷功率，若大于负荷功率则执行策略一，若不满足负荷功率则执行策略二。

策略一：

第一步：若储能系统没有满电，则进入第二步；若储能系统满电，则直接进入第三步；

第二步：判断光伏功率在满足负荷要求外，净功率是否大于储能系统额定功率，若满足则把储能系统充满并进入第三步；若不满足则只需把净光伏电量全部给储能系统进入第三步；

第三步：判断电动汽车是否满足下次出行条件。若不满足则光伏和储能系统一起给电动汽车充电并进入第四步，若满足则直接进入第五步。

第四步：判断是否到达一个时间周期(能源监测系统默认时间步长60min)，若满足一个周期则返回进入第三步；若没有则进入第五步；

第五步：判断是否光伏发电功率满足负荷功率外，多余电量已经使储能系统和电动汽车都充满，若是则在此情况下额外光伏电量反馈入公共电网并结束；若没有多余电量则直接结束；

策略二：

第一步：判断储能系统是否有余电，若储能系统有余电，则进入第二步；若没有则进入第三步；

第二步：判断光伏功率和储能系统一起供电是否满足负荷要求，若满足则储能系统和光伏发电一起给负荷供电至此提前结束，若不满足则进入第三步；

第三步：判断电价是否高峰，若电价高峰，则进入第四步；若不是则进入第七步；

第四步：判断电动汽车的余电是否支持下次出行，若支持则进入第五步；若不支持，则进入第七步；

第五步：判断光伏和储能系统余电以及电动汽车余电一起的总功率是否大于负荷功率，若大于负荷功率则三者一起给负荷供电，并进入第六步；若没有则进入第七步；

第六步：是否到达一个时间周期(能源监测系统默认时间步长60min)，若满足一个周期则返回进入第四步；若没有则提前结束；

第七步：判断电价是否低谷，若是则公共电网和光伏一起给负荷供电，并且利用电价低谷时期，把储能系统和电动汽车都充满并结束；若电价不是低谷则公共电网和光伏一起给负荷供电并结束。

本发明优化了传统的微电网调度策略，通过三层控制更加合理的调度电能，根据储能、电动汽车、公共电网三层实现了用户需求的精确分配，在未来小区微电网技术的应用上具有重要的意义，尤其涉及到电动汽车在未来市场中的投入，整的系统策略使得电网运行具有了经济性与环保性。

另外，本发明无需使用户改变用电习惯，利用大量闲置电动汽车来转移负荷，一方面可以去对公共电网削峰填谷，另一方面提高了用户的用电满意度以及在电价高峰时节约了用电成本。

Claims (8)

1.一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)用户端将用户信息上传至网络云端，网络云端将该信息打包发送给能量管理中心；

2)当将电动汽车纳入能量管理中心且允许能量管理控制中心征用用户电动汽车进行电力调度时，能量管理中心以经济性为目标分别对储能系统、公共电网和电动汽车进行运行管理。

2.根据权利要求1所述的一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法，其特征在于，所述的步骤1)中，用户信息包括基本负荷功率、电价信息、光伏发电功率、电动汽车荷电状态以及储能系统荷电状态。

3.根据权利要求2所述的一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法，其特征在于，所述的步骤2)具体包括以下步骤：

201)能量管理中心判断光伏发电功率是否大于负荷功率，若是，则进行步骤202)，若否，则进行步骤207)；

202)判断储能系统是否满电，若是则进行步骤204)，若否，则进行步骤203)；

203)判断光伏功率在满足负荷要求外，净功率是否大于储能系统额定功率，若满足，则将储能系统充满并进行步骤204)，若不满足，则将净光伏电量全部向储能系统充电后进行步骤204)；

204)判断电动汽车是否满足下次出行条件，若不满足，则光伏和储能系统一起给电动汽车充电并进行步骤205)，若满足，则进行步骤206)；

205)断是否到达一个时间周期，若是，则返回步骤204)，若否，则进行步骤206)；

206)判断是否光伏发电功率在满足负荷功率外，多余电量已经使储能系统和电动汽车都充满，若是，则在此情况下额外光伏电量反馈入公共电网并结束，若否，则直接结束；

207)判断储能系统是否有余电，若是，则进行步骤208)，若否，则进行步骤209)；

208)判断光伏功率和储能系统一起供电是否满足负荷要求，若满足，则储能系统和光伏发电一起给负荷供电并结束，若不满足，则进行步骤209)；

209)判断电价是否处于高峰，若是，则进行步骤210)，若否，则进行步骤213)；

210)判断电动汽车是否满足下次出行条件，若是，则进行步骤211)，若否，则进行步骤213)；

211)判断光伏和储能系统余电以及电动汽车余电的总功率是否大于负荷功率，若是，则三者一起为负荷供电，并进行步骤212)，若否，则进行步骤213)；

212)判断是否到达一个时间周期，若是，则返回步骤210)，若否，则结束；

213)判断电价是否处于低谷，若是，则公共电网和光伏一起给负荷供电，并且利用电价低谷时期，将储能系统和电动汽车都充满并结束，若否，则公共电网和光伏一起给负荷供电并结束。

4.根据权利要求3所述的一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法，其特征在于，所述的步骤205)中，一个时间周期的长度为60min。

5.根据权利要求3所述的一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法，其特征在于，所述的步骤212)中，一个时间周期的长度为60min。

6.根据权利要求3所述的一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法，其特征在于，所述的步骤204)和步骤210)中，判断电动汽车是否满足下次出行条件具体为：

电动汽车电池的荷电状态是否满足与目的地之间的往返里程。

7.根据权利要求1所述的一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法，其特征在于，所述的用户端为手机或平板电脑，所述的网络云端为计算机组网群集。

8.根据权利要求1所述的一种智能小区用户需求侧响应的微电网运行方法，其特征在于，所述的能量管理中心采用D5000电力调度系统。

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