CN111641221B - 微电网混合储能功率协调控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了微电网混合储能功率协调控制方法和系统，根据各支路出力单元间的出力偏差将用户总需求负荷分配至各支路出力单元得到各支路出力单元的参考功率以及各支路储能需要吞吐的参考功率；根据各支路储能需要吞吐的参考功率以及预先设定的蓄电池充放电的参考功率确定超级电容的参考功率；根据蓄电池和超级电容的参考功率控制储能装置完成投切。本发明以微源出力为主储能出力为辅的思想，按微源和储能的输出功率情况，将微电网总需求负荷协调分配给各支路出力单元，进一步分配得到各支路微源、储能的功率指令；使储能蓄电池根据确定的参考功率切换充电或放电状态，延长了蓄电池的使用寿命。

Description

微电网混合储能功率协调控制方法和系统

技术领域

本发明涉及一种微电网中配置在微源直流链的微电网混合储能功率协调控制方法和系统，属于微电网储能系统优化分配领域。

背景技术

微电网中，将储能系统配置在各微源逆变器直流链，在调节系统整体能量的同时，能够对风力、光伏等清洁微源的功率输出特性有很好的改善作用。相关研究与应用表明，通过将容量规模小、响应速度快、储能效率高的功率型储能元件(如超级电容器组)与大容量、高能量比的能量型储能元件(蓄电池组)组合，并通过适当的控制策略对功率波动进行补偿，能够使得储能装置更具经济性和技术性。故此，微电网中混合储能系统协调控制，以及超级电容与蓄电池的功率协调分配问题尤其受到关注。

目前最常用的方法是经由低通滤波器等将功率波动中的高、低频分量分别交由超级电容和蓄电池进行处理，但该种方法会引入参考功率中的中频、高频波动部分，而使得电池频繁改变其充、放电状态，影响电池的使用寿命。

发明内容

本发明针对目前微电网储能系统的功率分配方法存在的不足，提供微电网混合储能功率协调控制方法和系统，实现微电网中微源与储能系统按其出力能力输出功率。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。

一方面，本发明提供了微电网混合储能功率协调控制方法，

根据各支路出力单元间的出力偏差将用户总需求负荷分配至各支路出力单元得到各支路出力单元的参考功率；根据各支路出力单元的参考功率确定各支路储能需要吞吐的参考功率；

根据各支路储能需要吞吐的参考功率以及预先设定的蓄电池充放电的参考功率确定超级电容的参考功率；根据蓄电池和超级电容的参考功率控制储能装置完成投切。

以上技术方案中，根据微源最大输出功率、微源侧电流和微源侧电压计算得到微源当前输出功率；根据储能系统吞吐功率、储能侧电流和储能侧电压计算得到储能当前吸收或放出功率；根据用户负荷、负荷侧电流和负荷侧电压计算得到用户总需求负荷。

进一步地，根据各支路出力单元间的出力偏差将用户总需求负荷分配至各支路出力单元得到各支路出力单元的参考功率的具体方法如下：

对各支路出力单元的输出功率进行排序，计算各支路出力单元出力偏差δP，计算公式为：

其中

为第i+1个支路出力单元的输出功率，

为第i个支路出力单元的输出功率，i＝1,2,…,n,，n为微电网中总支路出力单元数；

若δP小于预设值，则计算用户总需求负荷平均至各支路出力单元的平均值，将求得的平均值作为第i+1个支路出力单元和第i个支路出力单元中出力较大的出力单元的参考功率，表达式如下：

若δP大于预设值，则根据各支路出力单元的功率分配系数，计算第i+1个支路出力单元和第i个支路出力单元这两个支路中出力较大的出力单元对应的功率分配系数与用户总需求负荷的乘积作为这两个支路中出力较大的出力单元的参考功率，第i条支路出力单元的参考功率

表达式如下：

式中，γ_i为第i支路储能功率分配系数，P_L为用户总需求负荷，

且满足γ₁+γ₂+…+γ_n＝1，其中出力最小的支路出力单元的参考功率与排序中与其相邻的支路出力单元的参考功率相同。

第二方面，本发明提供了微电网混合储能功率协调控制系统，包括一级控制系统、二级控制系统和三级控制系统，其中所述一级控制系统用于根据微源当前输出功率以及储能当前吸收或放出功率确定各支路出力单元的当前出力；根据各支路出力单元的参考功率确定各支路储能需要吞吐的参考功率，将各支路储能需要吞吐的参考功率指令发送给二级控制系统；

所述二级控制系统，用于根据接收到的一级控制系统发送的各支路储能需要吞吐的参考功率以及预先设定的蓄电池充放电的参考功率确定超级电容的参考功率；；将蓄电池和超级电容的参考功率指令发送至三级控制系统；

所述三级控制系统根据接收到的蓄电池和超级电容的参考功率指令控制储能装置完成投切。

有益技术效果：本发明以微源出力为主储能出力为辅的思想，按微源和储能的输出功率情况，将微电网总需求负荷协调分配给各支路出力单元，进一步分配得到各支路微源、储能的功率指令；本发明避免引入参考功率中的中频、高频波动部分，使储能蓄电池根据确定的参考功率切换充电或放电状态，延长了蓄电池的使用寿命；

本发明在以微源出力为主、储能出力为辅的思想下实现了微源按其出力能力充分输出功率；同时考虑蓄电池、超级电容尽可能减少其充放电次数的基础上，优先得到蓄电池功率指令，超级电容辅助消纳储能系统剩余功率，有效保证了储能系统各子单元的寿命。

附图说明

图1是本发明实施例微电网中混合储能系统架构图；

图2是本发明实施例混合储能系统内部架构；

图3是本发明实施例系统总体功率分配图；

图4是本发明实施例上层能量协调分配策略图；

图5是本发明实施例微电网中混合储能系统功率分配图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的微电网混合储能功率协调控制方法和系统实施方式作详细描述。

实施例一、微电网混合储能功率协调控制方法，包括：

根据各支路出力单元间的出力偏差将用户总需求负荷分配至各支路出力单元得到各支路出力单元的参考功率；根据各支路出力单元的参考功率确定各支路储能需要吞吐的参考功率；

根据各支路储能需要吞吐的参考功率以及预先设定的蓄电池充放电的参考功率确定超级电容的参考功率；根据蓄电池和超级电容的参考功率控制储能装置完成投切。

本发明方法应用于微电网中的混合储能系统，所述混合储能系统包括：

1)配置在微电网微源逆变器直流侧，由超级电容和蓄电池组成；

2)超级电容作为功率型储能系统，蓄电池作为能量型储能系统，均采用DC/DC变换器进行能量变换(如图2所示)。各支路出力单元，由微源逆变器直流侧的微源和储能系统共同组成。

在本实施例中，根据微源最大输出功率、微源侧电流和微源侧电压计算得到微源当前输出功率；根据储能系统吞吐功率、储能侧电流和储能侧电压计算得到储能当前吸收或放出功率；根据用户负荷、负荷侧电流和负荷侧电压计算得到用户总需求负荷。

在本实施例中，根据各支路出力单元间的出力偏差将用户总需求负荷分配至各支路出力单元得到各支路出力单元的参考功率的具体方法如下：

对各支路出力单元的输出功率进行排序，计算各支路出力单元出力偏差δP，计算公式为：

其中

为第i+1个支路出力单元的输出功率，

为第i个支路出力单元的输出功率，i＝1,2,…,n,，n为微电网中总支路出力单元数；

若δP小于预设值，则计算用户总需求负荷平均至各支路出力单元的平均值，将求得的平均值作为第i+1个支路出力单元和第i个支路出力单元中出力较大的出力单元的参考功率，表达式如下：

若δP大于预设值，则根据各支路出力单元的功率分配系数，计算第i+1个支路出力单元和第i个支路出力单元这两个支路中出力较大的出力单元对应的功率分配系数与用户总需求负荷的乘积作为这两个支路中出力较大的出力单元的参考功率，第i条支路出力单元的参考功率

表达式如下：

式中，γ_i为第i支路储能功率分配系数，P_L为用户总需求负荷，

且满足γ₁+γ₂+…+γ_n＝1；

其中出力最小的支路出力单元的参考功率与排序中与其相邻的支路出力单元的参考功率相同。

根据各支路出力单元的参考功率确定各支路储能需要吞吐的参考功率的计算表达式如下：

其中

为第i条支路储能需要吞吐的参考功率，

为第i条支路出力单元的参考功率，P_Gi为第i条支路中微源的当前输出功率。

本实施例通过对出力较大的出力单元的参考功率进行调整，实现微电网中微源与储能系统按其出力能力输出功率。在本实施例中所述预设值设定为20％，在其它实施例中可以根据需要设定具体数值。第i支路储能功率分配系数γ_i为预先设定完成。

设定各支路储能系统中蓄电池的充放电的参考功率

根据各支路储能需要吞吐的参考功率以及蓄电池充放电的参考功率确定超级电容的参考功率具体包括：在智慧工作区间下，对超级电容工作功率进行重新分配,

1)充电情形：

2)放电情形：

其中

为第i条支路出力单元的储能需要吞吐的参考功率，

为第i条支路储能系统中蓄电池的参考功率，P_br为蓄电池额定容量，且±P_br是充、放电状态下的电池额定功率的不同给定。

给超级电容器SOC上、下限阈值加以余量系数α、β，使其保持上一工作状态的控制方式，让超级电容工作在一智慧区间：

S_sl＜βS_sl＜S_s＜αS_su＜S_su

式中，S_s、S_su、S_sl分别表示超级电容器的SOC、超级电容器SOC的上下阀值，正常运行状态下，超级电容荷电状态应满足S_sl＜S_s＜S_su；α为储能装置上下限阈值的出力余力发挥量系数。在智慧工作区间下，对超级电容工作指令进行重新分配。

实施例二、基于实施例一的基础上，提供了微电网混合储能功率协调控制方法，包括：设定各支路储能系统中蓄电池的充放电的参考功率；具体方法如下：

以设定时间间隔作为采样点，对选定时间段进行离散化处理，得到蓄电池前一时间段的离散时刻j时刻第i个混合储能单元中蓄电池组吞吐功率值P_Bi,j，其中，j＝1,2,…T，T为采样点总数，本实施例选定时间段为一天，采样点总数为24分别对应24个时刻。

计算前一天第i个混合储能单元中蓄电池组输出功率的平均值

表达式为：

式中，P_Bi,j表示j时刻第i个混合储能单元中蓄电池组的放电功率；

以相同的设定时间间隔作为采样点，用长时间尺度的预测方法对蓄电池第二天的输出功率进行预测，得到第二天第i个混合储能单元中蓄电池组预测功率

以前一天蓄电池组输出功率的平均值

为基准，计算第二天与第一天各离散点的功率偏差ΔP_Bi，表示为：

当ΔP_Bi＞0，即预测功率超出平均值时，设定蓄电池工作在充电模式，

当ΔP_Bi＜0，即预测功率低于平均，设定蓄电池工作在放电模式，

其中，

为第i条支路储能系统中蓄电池的参考功率，P_br为蓄电池额定容量，且+P_br、-P_br分别是充、放电状态下的电池额定功率的不同给定。

本发明以微源出力为主储能出力为辅的思想，按微源和储能的输出功率情况，将微电网总需求负荷协调分配给各支路出力单元，进一步分配得到各支路微源、储能的功率指令；本发明避免引入参考功率中的中频、高频波动部分，使储能蓄电池根据确定的参考功率切换充电或放电状态，延长了蓄电池的使用寿命；

实施例三、微电网混合储能功率协调控制系统，本实施例的微电网混合储能功率协调控制系统架构，包括：一级控制系统、二级控制系统和三级控制系统(如图所示)，其中所述一级控制系统用于根据微源当前输出功率以及储能当前吸收或放出功率确定各支路出力单元的当前出力；根据各支路出力单元的参考功率确定各支路储能需要吞吐的参考功率，将各支路储能需要吞吐的参考功率指令发送给二级控制系统；所述二级控制系统，用于根据各支路储能需要吞吐的参考功率以及预先设定的蓄电池充放电的参考功率确定超级电容的参考功率；将蓄电池和超级电容的参考功率指令发送至三级控制系统；所述三级控制系统根据接收到的蓄电池和超级电容的参考功率指令控制储能装置完成投切。

所述一级控制系统即上层能量调度系统，二级控制系统即就地控制系统，三级控制系统即底层设备控制系统。如图1所示微电网中的混合储能：1)配置在微电网微源逆变器直流侧，由超级电容和蓄电池组成；2)超级电容作为功率型储能系统，蓄电池作为能量型储能系统，均采用DC/DC变换器进行能量变换，如图2所示。

一级控制系统实现上层能量控制系统，以微源出力为主储能出力为辅的思想，按微源和储能的输出功率情况，将微电网总需求负荷协调分配给二级控制系统，二级控制系统接收来自一级控制系统的支路出力分配指令，并进一步获得支路微源和储能各自的出力指令，将储能的出力指令发送至二级控制系统。二级控制系统控制根据各支路的储能出力单元的出力指令确定蓄电池和超级电容储能出力；将支路蓄电池和超级电容储能出力指令发送至三级控制控制系统；所述三级控制系统，根据支路蓄电池和超级电容储能出力指令控制微电网中的混合储能单元。本发明以微源出力为主储能出力为辅的思想，按微源和储能的输出功率情况，以微源出力为主、储能出力为辅的思想下实现了微源按其出力能力充分输出功率；同时考虑蓄电池、超级电容尽可能减少其充放电次数的基础上，优先得到蓄电池功率指令，超级电容辅助消纳储能系统剩余功率，有效保证了储能系统各子单元的寿命。

实施例四、基于实施例三的基础上，本实施例提供了微电网混合储能功率协调控制系统，其中一级控制系统的一个分支接入微源功率、微源侧电流、电压，用户负荷、负荷侧电流、电压，储能系统吞吐功率、储能侧电流、电压；二级控制系统，接受一级控制系统的功率指令，在尽可能减少蓄电池充放电次数的考虑下，以维持蓄电池出力稳定为主超级电容辅助消纳剩余储能功率指令的思想，由就地控制系统分配得到各支路储能系统中蓄电池和超级电容的功率指令；二级控制系统的一个分支接入微源的功率、微源侧电流、电压，超级电容的功率、超级电容侧电压、电流、荷电状态，蓄电池的功率、蓄电池电压、电流、荷电状态；三级控制系统，应用于出力单元，指蓄电池、混合储能自身的控制器，它接受二级控制器的协调控制指令。三级控制器的一个分支接入超级电容的电压、电流、荷电状态，蓄电池的电压、电流、荷电状态。一级控制系统由微源最大输出功率、微源侧电流和微源侧电压计算得到微源实时输出功率，二级控制系统由用户负荷、负荷侧电流和负荷侧电压计算得到用户总需求负荷，三级控制系统由储能系统吞吐功率、储能侧电流、电压计算得到储能吸收(放出)功率，如图3所示。

其中一级控制系统的功率协调分配策略，基于微源实时输出功率，储能吸收(放出)功率，用户总需求负荷，按微源与储能出力能力将负荷协调分配至各支路发电单元，如图4所示。假设微电网中共有n个微源，记第i支发电单元的输出功率为P_i ^out，在微源和储能满足各自出力约束条件下，其可表示为：

式中，P_Gi为第i个微源的实时输出功率(即当前输出功率)；P_Hi为当前各发电支路储能吸收(放出)功率。

对各支路出力单元的输出功率进行从小到大排序，计算各支路出力单元出力偏差δP，计算公式为：

其中

为相邻输出功率较大的出力单元的输出功率，

为相邻输出功率相对较小的出力单元的输出功率；

若δP小于预设值，则计算用户总需求负荷平均至各支路出力单元的平均值，将将求得的平均值作为相邻出力较大的出力单元的参考功率，表达式如下：

若δP大于预设值，则根据各支路出力单元的功率分配系数，计算相邻出力较大的出力单元的出力单元对应的功率分配系数与用户总需求负荷的乘积作为相邻输出功率较大的出力单元的参考功率，第i条支路出力单元的参考功率

表达式如下：

式中，γ_i为第i支路储能功率分配系数，P_L为用户总需求负荷，

且满足γ₁+γ₂+…+γ_n＝1，

其中出力最小的支路出力单元的参考功率与排序中与其相邻的支路出力单元的参考功率相同。

在其它实施例中，可以按照出力单元的输出功率进行从大到小排序，

在本实施例中设定值为20％，其它实施例中可以根据需要设定。

实施例五、在实施例三和实施例四的基础上，本实施例提供了微电网混合储能功率协调控制系统，本实施例中对于混合储能系统中蓄电池的控制，采用一种长时间尺度的“削峰填谷”策略，如图5所示。首先，以一个小时作为采样点，对一天中的时刻进行离散化处理，得到蓄电池前一天的离散时刻吞吐功率P_Bi,j值，其中，j＝1,2,…T，T为采样点且T＝24m，m＝1,2…。据此，可求得当天第i个混合储能单元中蓄电池组输出功率的平均值

式中，P_Bi表示第i个混合储能单元中蓄电池组的放电功率。

仍然以一个小时作为采样点，对蓄电池第二天的输出功率进行预测，得到第i个混合储能单元中蓄电池组预测功率

以前一天蓄电池组输出功率的平均值

为基准，计算第二天各离散点的功率偏差ΔP_Bi，其可表示为：

上式中，当ΔP_Bi＞0，即预测功率超出平均值时，采取“削峰”策略，蓄电池工作在充电模式

当ΔP_Bi＜0，即预测功率低于平均，采取“填谷”策略，蓄电池工作在放电模式

P_Bi＝±P_br，其中，

为第i条支路储能系统中蓄电池的参考功率，P_br为蓄电池额定容量，且±P_br分别是充、放电状态下的电池额定功率的不同给定。

一种基于模式判别的微电网混合储能系统功率分配方案，给超级电容器SOC上、下限阈值加以余量系数α、β，使其保持上一工作状态的控制方式，让超级电容工作在一智慧区间：

S_sl＜βS_sl＜S_s＜αS_su＜S_su

式中，S_s、S_su、S_sl分别表示超级电容器的SOC、超级电容器SOC的上下阀值，正常运行状态下，超级电容荷电状态应满足S_sl＜S_s＜S_su；α为储能装置上下限阈值的出力余力发挥量系数。在智慧工作区间下，对超级电容工作指令进行重新分配，也就是说该分配方案是对二级就地分配方案的补充，智慧区间下，

1)充电情形：

2)放电情形：

其中

为第i条支路出力单元的储能需要吞吐的参考功率，

为第i条支路储能系统中蓄电池的参考功率，P_br为蓄电池额定容量，且±P_br是充、放电状态下的电池额定功率的不同给定。

充电情形下，三级底层设备控制系统根据就地控制系统的最终功率分配指令，控制DC/DC1按P_Hi以恒功率方式微源多余功率，DC/DC2控制蓄电池按P_Bi进行恒功率充电，且为了避免超倍率充电，超级电容按

进行充电。放电情形，DC/DC1按

以恒功率方式吸收微源多余功率，DC/D2则进行蓄电池切除操作，以此减少蓄电池充放电响应频率，达到保护蓄电池的目的。

本实施例中三级控制系统互相配合，在一级上层能量系统的控制下，以微源出力为主、储能出力为辅的思想下实现了微源按其出力能力充分输出功率。此外，二层就地控制策略的控制下，在同时考虑蓄电池、超级电容尽可能减少其充放电次数的基础上，优先得到蓄电池功率指令，超级电容辅助消纳储能系统剩余功率，有效保证了储能系统各子单元的寿命。

在以上实施例的基础上，可选地，三级控制系统，应用于出力单元，还用于控制微源的控制器，同时接受一级控制系统的协调控制指令。

所述一级控制系统将确定的微源功率参考指令传送至三级控制系统，所述三级控制系统还用于接收一级控制系统发送的微源功率参考指令控制微源投切。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.微电网混合储能功率协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据各支路出力单元间的出力偏差将用户总需求负荷分配至各支路出力单元得到各支路出力单元的参考功率；根据各支路出力单元的参考功率确定各支路储能需要吞吐的参考功率；

根据各支路储能需要吞吐的参考功率以及预先设定的蓄电池充放电的参考功率确定超级电容的参考功率；根据蓄电池和超级电容的参考功率控制储能装置完成投切；

其中对各支路出力单元的输出功率进行排序，计算各支路出力单元出力偏差δP，计算公式为：

其中

为第i+1个支路出力单元的输出功率，P_i ^out为第i个支路出力单元的输出功率，i＝1,2,…,n，n为微电网中总支路出力单元数；

若δP小于预设值，则计算用户总需求负荷平均至各支路出力单元的平均值，将求得的平均值作为第i+1个支路出力单元和第i个支路出力单元中出力较大的出力单元的参考功率，表达式如下：

若δP大于预设值，则根据各支路出力单元的功率分配系数，计算第i+1个支路出力单元和第i个支路出力单元这两个支路中出力较大的出力单元对应的功率分配系数与用户总需求负荷的乘积作为这两个支路中出力较大的出力单元的参考功率，

第i条支路出力单元的参考功率

表达式如下：

式中，γ_i为第i支路储能功率分配系数，P_L为用户总需求负荷，γ_i∝P_i ^out且满足γ₁+γ₂+…+γ_n＝1；出力最小的支路出力单元的参考功率与排序中与其相邻的支路出力单元的参考功率相同。

2.根据权利要求1所述的微电网混合储能功率协调控制方法，其特征在于，根据微源最大输出功率、微源侧电流和微源侧电压计算得到微源当前输出功率；根据储能系统吞吐功率、储能侧电流和储能侧电压计算得到储能当前吸收或放出功率；根据用户负荷、负荷侧电流和负荷侧电压计算得到用户总需求负荷。

3.根据权利要求1所述的微电网混合储能功率协调控制方法，其特征在于，根据各支路出力单元的参考功率确定各支路储能需要吞吐的参考功率的计算表达式如下：

其中

为第i条支路储能需要吞吐的参考功率，P_Gi为第i条支路中微源的当前输出功率。

4.根据权利要求1所述的微电网混合储能功率协调控制方法，其特征在于，设定各支路储能系统中蓄电池的充放电的参考功率的具体方法如下：

以设定时间间隔作为采样点，对选定时间段进行离散化处理，得到蓄电池前一时间段的离散时刻j时刻第i个混合储能单元中蓄电池组吞吐功率值P_Bi,j，其中，j＝1,2,…T，T为采样点总数，

计算前一时间段第i个混合储能单元中蓄电池组输出功率的平均值

表达式为：

式中，P_Bi,j表示j时刻第i个混合储能单元中蓄电池组的放电功率；

以相同的设定时间间隔作为采样点，用长时间尺度的预测方法对蓄电池当前时间段的输出功率进行预测，得到当前时间段第i个混合储能单元中蓄电池组预测功率

以前一时间段蓄电池组输出功率的平均值

为基准，计算当前时间段各离散点的功率偏差ΔP_Bi，表示为：

当ΔP_Bi＞0，即预测功率超出平均值时，设定蓄电池工作在充电模式，

当ΔP_Bi＜0，即预测功率低于平均，设定蓄电池工作在放电模式，

其中，

为第i条支路储能系统中蓄电池的参考功率，P_br为蓄电池额定容量，且+P_br、-P_br分别是充、放电状态下的电池额定功率的不同给定。

5.根据权利要求1所述的微电网混合储能功率协调控制方法，其特征在于，根据各支路储能需要吞吐的参考功率以及预先设定的蓄电池充放电的参考功率确定超级电容的参考功率具体包括：在智慧工作区间下，对超级电容工作功率进行重新分配,

1)充电情形：

2)放电情形：

其中

为第i条支路储能需要吞吐的参考功率，

为第i条支路储能系统中蓄电池的参考功率，P_br为蓄电池额定容量，且±P_br是充、放电状态下的电池额定功率的不同给定。

6.微电网混合储能功率协调控制系统，其特征在于，包括一级控制系统、二级控制系统和三级控制系统，其中所述一级控制系统用于根据微源当前输出功率以及储能当前吸收或放出功率确定各支路出力单元的当前出力；根据各支路出力单元的参考功率确定各支路储能需要吞吐的参考功率，将各支路储能需要吞吐的参考功率指令发送给二级控制系统；

所述二级控制系统，用于根据各支路储能需要吞吐的参考功率以及预先设定的蓄电池充放电的参考功率确定超级电容的参考功率；将蓄电池和超级电容的参考功率指令发送至三级控制系统；

所述三级控制系统根据接收到的蓄电池和超级电容的参考功率指令控制储能装置完成投切。

7.根据权利要求6所述的微电网混合储能功率协调控制系统，其特征在于，所述一级控制系统与二级控制系统集成，布置在发电区域主站，通过特定通信协议与各微源、蓄电池、超级电容通信。

8.根据权利要求6所述的微电网混合储能功率协调控制系统，其特征在于，所述一级控制系统将确定的微源功率参考指令传送至三级控制系统，所述三级控制系统还用于接收一级控制系统发送的微源功率参考指令控制微源投切。

9.根据权利要求6所述的微电网混合储能功率协调控制系统，其特征在于，所述一级控制系统，用于执行的具体方法如下：

对各支路出力单元的输出功率进行从小到大排序，计算各支路出力单元出力偏差δP，计算公式为：

其中

为第i+1个支路出力单元的输出功率，P_i ^out为第i个支路出力单元的输出功率，i＝1,2,…,n，n为微电网中总支路出力单元数；

若δP小于预设值，则计算用户总需求负荷平均至各支路出力单元的平均值，将求得的平均值作为相邻出力较大的出力单元的参考功率，表达式如下：

其中

为出力单元的的参考功率；

若δP大于预设值，则根据各支路出力单元的功率分配系数，计算相邻出力较大的出力单元的出力单元对应的功率分配系数与用户总需求负荷的乘积作为相邻输出功率较大的出力单元的参考功率，第i条支路出力单元的参考功率

表达式如下：

式中，γ_i为第i支路储能功率分配系数，P_L为用户总需求负荷，γ_i∝P_i ^out且满足γ₁+γ₂+…+γ_n＝1，

其中出力最小的支路出力单元的参考功率与排序中与其相邻的支路出力单元的参考功率相同。

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