微电网储能系统控制及其经济调度方法
智能微电网的调度与控制
智能微电网的调度与控制智能微电网是一种基于分布式能源资源和智能调度控制技术的现代化电力系统，它具有高效、可靠、环保等诸多优点。
随着社会经济的不断发展和环境问题的日益凸显，智能微电网作为一种新型的电力供应方式，正在逐渐受到人们的关注和重视。
一、智能微电网的基本概念智能微电网是指一种小规模的、近距离供电的电力系统，通常由多种分布式能源资源、能量存储设备和智能调度控制系统组成。
其主要特点包括资源多元化、供电可靠性高、环境友好等。
智能微电网的基本工作原理是利用先进的通信和控制技术，实现对电力系统中各种设备的统一调度和管理，以提高系统的运行效率和经济性。
同时，智能微电网还可以实现与主电网的互联互通，以实现电力资源的共享和优化利用。
二、智能微电网的调度与控制技术1. 电力系统的调度管理智能微电网的调度管理是指通过对各种设备的运行状态进行监测和控制，实现对电力系统的灵活调度和优化配置。
其中，智能微电网的调度管理主要包括负荷预测、发电计划、存储能量管理等内容。
在负荷预测方面，智能微电网可以通过对用户用电行为的数据分析和建模，实现对未来负荷的精确预测，从而为发电计划和设备运行提供参考依据。
而发电计划则是通过对各种发电设备的性能参数和运行条件进行分析和优化，确定最佳的发电方案，以满足用户需求和系统运行要求。
此外，存储能量管理是智能微电网调度管理的另一个重要方面。
通过合理地配置储能设备和优化其运行策略，可以实现对系统中电能的储存和释放，以提高系统的供电可靠性和经济性。
2. 智能控制技术的应用智能微电网的智能控制技术是实现对系统运行状态实时监测和控制的关键。
其中，智能微电网的智能控制技术主要包括数据采集、通信技术、控制算法等内容。
数据采集是智能微电网智能控制技术的第一步，通过对系统中各种设备的状态和性能参数进行实时采集和监测，可以为系统控制提供准确的数据支持。
通信技术则是实现各种设备之间的信息交互和协调，以实现对系统整体运行的统一调度。
微电网中能量管理与控制
微电网中能量管理与控制随着能源消费的不断增长和能源供给方式的多样化，微电网的重要性不断增加。
微电网是一种基于本地化能源供给和需求管理的能源模式，具有很强的可靠性、灵活性和防灾性，能够为用户提供高质量的电能供应。
微电网中的能量管理和控制是微电网运行的核心，对于微电网的使用者来说，它可以帮助用户更好地理解自己的能源消耗情况，更加有效地管理和控制能源消费，实现低碳环保的目标。
一、微电网的基本结构微电网的基本结构由四个部分组成：第一是微电网底层的能源发电系统，主要包括太阳能发电、风能发电和燃料电池发电等；第二是能源储存系统，可以存储多种能源形式如电能、氢气和液态天然气等；第三是能源管控系统，实现对能源储存系统和能源发电系统的监测和控制；第四是网侧负载系统，包括微电网内部的负载和微电网对外部的负载供给。
二、微电网能量管理微电网能量管理是针对微电网底层的能源发电系统、能源储存系统和网侧的负载系统，实现对其能量采集、储存和分配的全面管理。
为了实现微电网能量管理的目标，需要建立清晰的能源管理体系，根据不同的用电需求量制定不同的能源分配计划。
此外，还需要对微电网各个部分的工作情况进行精细的监测和控制，以保证微电网的运行效率和稳定性。
1. 能源采集管理能源采集是微电网能源供给的基础，需要对太阳能、风能、水能等能源采集系统进行充分的管理。
在进行能源采集管理时，需要注意一下几个方面：（1）太阳能发电管理：太阳能发电是目前微电网中最常用的能源采集方式之一，因此我们需要管理太阳能电池板、逆变器和电池等组成的太阳能系统，以保证它们的高效稳定运行。
（2）风能发电管理：风能发电是指通过风力驱动发电机，利用风能生成的电能，对于微电网的能源供给有着重要的意义。
风能系统包括风力涡轮发电机、风速检测系统和电子控制单元等。
在风速较弱或较强情况下，需要通过风速监测系统对风轮的转速进行监控，以保证风能系统的运行稳定性和安全性。
（3）水能发电管理：水能发电是指利用水流的动能与势能，通过水力发电机将能量转换成电能的发电方式。
微电网中储能系统优化调度研究
摘要摘要储能系统是一种双向流动的设备，它可以储存和释放能量，使用这个装置，除了能够提高可再生能源的利用率之外，在电力市场环境下还可以给运营商带来收益。
在微电网中储能系统发挥重要作用，在对储能单元进行调度的时候，要考虑具体的目标需求，有针对性的制定调度策略，这样才能保证系统能够稳定、经济地运行。
但传统关于微电网含分布式储能系统控制的研究，绝大多数都是使用集中控制的方法，另外在这些研究中，侧重的内容都是通过对储能系统的充电、放电进行控制，以此来让电网在运行过程中具有更高的经济性、稳定性，然而，这些研究没有看到储能的衰退的带来的成本，储能衰退成本短期与中长期具有不同的特性。
原来研究存在考虑因素不全面，例如短期调度平衡可再生能源发电的过程中，微电网通信网络拓扑的改变、储能单元达到容量限制等条件时，造成储能有功功率输出的不均衡。
中长期的调度中，储能的使用可能受季节与电价的影响，造成储能的过渡的使用。
而对于经济性调度，储能的使用受可再生能源发电的预测影响较大，短时间尺度范围内调度储能可以增加微电网运行的稳定性，但是频繁的调度将造成储能的衰退加速。
以上储能的衰退成本的增加，均会进一步增加了微电网的运行成本，影响运营商的收益。
针对上述问题，本文开展了以下研究：1）针对微电网分布式储能短期协调控制的问题，原来的研究没有考虑储能衰减，本文采用一种基于一致性增量成本的协同控制方法，建立储能短时衰减成本模型，建立考虑储能衰减成本的目标函数，将目标函数的增量成本作为一致性算法当中的变量，利用相邻的两个储能单元之间所交互的局部信息，如果增量成本逐渐变得一致，储能系统与可再生能源的输出平衡负荷所需功率。
进行收敛型分析、电价波动、微电网网络拓扑结构变化以及储能输出和容量到达限制时的实验研究。
2)针对不同季节微电网中光伏出力特性，以及对应季节的负载特性，研究了微电网中储能系统中长期优化调度。
采用粒子群算法，建立储能系统长期衰减成本模型，考虑衰退成本的目标函数，进行微电网在全年各个季节典型日进行仿真分析，对含不同电价的各个季节典型日的储能系统进行优化，分析优化前后的微摘要电网运行成本以及储能衰退成本。
微电网混合储能系统控制策略研究及其应用
微电网混合储能系统控制策略研究及其应用摘要：微电网是一种新型的电力系统，能够有效地利用分布式可再生能源，提高电能质量和供电可靠性。
混合储能系统是微电网中的重要组成部分，能够平衡微电网中的功率波动，提高系统的稳定性和经济性。
本文综述了目前微电网混合储能系统的控制策略，分析了其优缺点，指出了面临的挑战和可能的解决方案。
同时，本文介绍了几个典型的微电网混合储能系统的实际应用案例，总结了应用中遇到的问题和解决方案。
最后，本文对微电网混合储能系统的发展前景进行了展望。
关键词：微电网；混合储能；控制策略；应用一、微电网混合储能系统的控制策略（一）现有的控制策略概述微电网混合储能系统通常由不同类型的储能装置组成，如蓄电池、超级电容器、飞轮等。
不同类型的储能装置具有不同的特性，如能量密度、功率密度、寿命、效率等。
因此，如何有效地协调和控制各种储能装置，使其发挥各自的优势，是微电网混合储能系统的关键问题。
目前，微电网混合储能系统的控制策略主要有以下几种：1.基于滤波器的控制策略利用滤波器将微电网中的功率分解为不同频率成分，然后根据不同类型的储能装置的特性，将不同频率成分分配给相应的储能装置。
例如，将低频成分分配给蓄电池，将高频成分分配给超级电容器。
这种控制策略简单易实现，但是需要考虑滤波器的参数设计和调节。
2.基于优化算法的控制策略利用优化算法来求解微电网混合储能系统的最优功率分配问题，以达到某种目标函数的最优值。
例如，最小化运行成本、最大化寿命、最小化损耗等。
这种控制策略可以考虑多种约束条件和目标函数，但是需要较高的计算复杂度和实时性。
3.基于模糊逻辑或神经网络的控制策略利用模糊逻辑或神经网络来建立微电网混合储能系统的非线性模型，并根据模型输出来调节各种储能装置的功率。
这种控制策略可以适应复杂和不确定的环境，但是需要较多的训练数据和学习过程。
（二）控制策略的优点和缺点表1列出了上述三种控制策略的优点和缺点。
（三）面临的挑战和可能的解决方案微电网混合储能系统的控制策略还面临着以下几个方面的挑战：1.微电网混合储能系统的建模问题微电网混合储能系统涉及多种储能装置和多种运行模式，其系统模型具有高度的非线性、时变性和不确定性，难以用传统的数学方法进行精确建模。
一种微电网中储能系统的调度方法[发明专利]
![一种微电网中储能系统的调度方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0c7c69f6f18583d048645937.png)
专利名称：一种微电网中储能系统的调度方法
专利类型：发明专利
发明人：雷金勇,董旭柱,陆志刚,陈波,刘怡,丁明,刘小平,毕锐,吴红斌
申请号：CN201110352251.2
申请日：20111109
公开号：CN102510080A
公开日：
20120620
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明是一种微电网中储能系统的调度方法。
该方法步骤如下：将微电网中储能系统的状态离散化；由微电网一个周期的运行成本构成目标函数；设置分布式电源的出力和爬坡约束条件、储能系统的功率和能量约束条件、微电网的功率平衡约束条件等；设计动态规划算法，在满足约束条件的前提下，求得储能系统的最优调度方案。
本发明针对微电网的特点，对储能系统进行优化调度，能够降低微电网的运行成本，提高可再生能源的渗透率，充分发挥储能系统的效益。
申请人：南方电网科学研究院有限责任公司,合肥工业大学
地址：510080 广东省广州市越秀区东风东水均岗6号粤电大厦西塔
国籍：CN
代理机构：广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：林丽明
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微网中储能系统的控制与分析
微网中储能系统的控制与分析随着能源的高效利用和可再生能源的使用不断推广，微网作为一种新的能源系统形式，已经开始逐渐应用到生活和产业领域中。
和传统的大型电网不同，微网可以在一定范围内自主运行，同时也具备一定程度的独立性。
与此同时，储能系统的应用也越来越受到人们的关注，储能系统不仅可以提高微网系统的可靠性和供电质量，同时也可以优化系统的能源利用效率。
本篇文章主要围绕微网中的储能系统的控制与分析展开，通过探讨微网中的储能系统的控制策略和运行模式，以及储能系统的电池管理策略和电池模型建模等方面，来详细了解微网中储能系统的研究现状和未来的发展趋势。
一、微网中的储能系统控制策略和运行模式储能系统是将电能储存起来并在需要时释放出来的能源转换设备，具备一定的能量储存能力和输出能力，并且可以实现能量的积累和输出。
在微网中，储能系统的应用可以提高微网的性能，优化能源的利用效率。
储能系统的控制策略和运行模式对于微网的运行和能源管理有着至关重要的作用。
1. 控制策略微网中储能系统控制策略主要有两种，一种是基于能量的控制策略，另一种是基于功率的控制策略。
基于能量的控制策略是指通过控制储能系统的充放电状态，实现对储能系统中能量的积累和输出。
该策略通常采用电池的SOC（State of Charge）和SOH（State of Health）来控制储能系统的运行，从而避免电池的过充和过放。
基于能量的控制策略主要应用于太阳能光伏等有周期性的能源生产。
基于功率的控制策略是指通过控制储能系统的输出功率来满足微网的负荷需求和电网的电力平衡。
在微网中，负荷需求和电网电力平衡是动态变化的，因此，储能系统的输出功率也需要实时跟随变化，在不同场景下，采取不同的控制方法，如最大功率值控制、电流控制、电动势控制等。
2. 运行模式储能系统的运行模式通常有四种：负荷平衡模式、电网支持模式、备用功率模式和混合模式。
负荷平衡模式是指储能系统通过储存多余的电能或者释放储存的电能来让微网实现电力的平衡。
微电网系统的调度策略及经济运行优化研究
2017年11月微电网系统的调度策略及经济运行优化研究舒志伟（国网湖南省电力公司南县供电分公司，湖南南县413200）【摘要】远距离、高电压等级、大容量的输电模式成为了现代电力系统主要生产形式，但若发生故障，则会造成故障范围的快速扩大。
为此，微电网应运而生。
为保证微电网运行稳定与安全，需做好调度和运行优化工作。
本文首先对微电网系统进行简要分析，其次对系统的调度策略进行阐述，然后提出经济运行优化措施。
【关键词】微电网系统；调度；运行优化；稳定性【中图分类号】TM732【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2017）22-0138-021引言可再生能源具有绿色洁净的优势,但是可再生能源以分布式电源的形式规模化地接入系统中会对系统的运行造成冲击。
为了解决这一问题,需要充分发挥分布式电源的利用价值,提升电力系统的综合效益。
为此,以分布式电源为主体的微电网技术广泛应用,也成为了解决大量分布式电源接入系统的重要技术手段。
2微电网系统概述所谓微电网是指由分布式电源、能量转换装置、可控负荷、监控及保护装置等集合而成的小型发配电系统[1],是可以自我控制与管理的自治系统。
从大电网角度来说,微电网是配电网中一种可控性的电源或负荷,通过自身分布式电源控制运行,可满足主网需求。
发挥出负荷削峰填谷的作用,实现了微电网及配电网之间功率交换量的定值或定范围控制,弱化了可再生能源随机波动对于系统安全运行的不利影响。
3微电网调度策略当前调度策略主要分为启发式调度策略以及优化策略两种形式,而优化策略又可分为静态优化以及动态优化两种[2]。
启发式调度策略为事先拟定设备启停优先级,并制定运行规则,而优先级不会随着系统运行环境的变化而变化;静态优化是依据当前系统的运行环境对运行成本进行计算,确定最佳的运行方式;动态优化是对某个周期内的运行成本进行合理推测,将调度周期内的最高总收益或者是总成本作为运行控制目标,对系统运行进行优化处理。
微电网运行方式简介
工业园区和数据中心等高能耗场所，可以利用微电网实现能 源的高效管理和优化运行，降低能源成本和维护成本。
微电网的发展历程
起源
微电网的概念起源于20世纪90年代，旨在解决偏远地区的供电问题。
技术发展
随着可再生能源、储能和智能控制技术的不断发展，微电网的技术水平和应用范围频率控制通过调节分布式电源的有功功率输出，以响应系统 负荷的变化，确保微电网内的频率稳定在额定值。常用的频 率控制方法包括比例-积分控制器和比例-积分-微分控制器等 。
无功功率控制
总结词
无功功率控制是微电网中重要的控制策略之一，用于维持微电网内的无功功率平 衡。
详细描述
无功功率控制通过调节分布式电源的无功功率输出，以响应系统负荷和网络参数 的变化，确保微电网内的无功功率平衡，从而保持电压稳定。常用的无功功率控 制方法包括基于电抗器的控制和基于电容器的控制等。
有功功率控制
总结词
有功功率控制是微电网中重要的控制策 略之一，用于维持微电网内的有功功率 平衡。
VS
详细描述
有功功率控制通过调节分布式电源的有功 功率输出，以响应系统负荷和网络参数的 变化，确保微电网内的有功功率平衡，从 而保持频率稳定。常用的有功功率控制方 法包括基于电导的控制和基于电抗的控制 等。
THANKS
各国政府逐渐认识到微电网在能源转型和可持续发展中的重要性，纷纷出台相关政策支持微电网 的发展和推广。
02
微电网的运行方式
并网运行
总结词
高效、灵活、可扩展
详细描述
并网运行是指微电网与大电网并联运行，通过公共连接点（PCC）与大电网进行能量交换。这种运行方式下，微 电网可以充分利用大电网的支撑，实现电能的优化配置和调度，具有较高的运行效率和灵活性。同时，并网运行 还可以根据用户需求进行扩展，逐步增加微电网的容量和功能。
微电网能量管理与优化策略研究
微电网能量管理与优化策略研究一、引言微电网是指规模较小且与主网连接的电力系统，其由多种可再生能源与储能技术组成。
微电网的能源管理与优化策略是提高其可靠性和经济性的重要研究方向。
本文旨在探讨现有的能源管理与优化策略以及存在的问题，进一步提出创新的方法以提升微电网的性能。
二、微电网能源管理策略微电网能源管理策略主要包括电力负载管理、储能管理和能量转换管理。
1. 电力负载管理电力负载管理旨在合理分配和控制微电网中各种电力负载的能量消耗。
该策略可以通过控制电力负载的运行时段和负荷数量，以及实时监测和调整电力负载的功率水平来实现。
此外，还可以通过合理规划微电网内各种电力负载之间的能量共享和互补，以降低能耗成本和提高微电网的供电可靠性。
2. 储能管理储能管理是指通过储能技术将多余的能量保存起来，以备不时之需。
典型的储能技术包括电池、超级电容器和储热系统等。
合理的储能管理策略可以协调微电网的能源供需平衡，提高能源利用效率，并实现对电力负荷的备用供电。
3. 能量转换管理能量转换管理涉及到微电网中各种能源的转换与优化利用。
目前常用的能量转换技术包括光伏发电、风力发电和燃气发电等。
对于不同能源的转换，需要结合实际情况选择合适的设备和装置，以实现各种能源的高效转换和供电。
三、微电网能量优化策略微电网能量优化策略旨在通过合理的控制方法和算法，最大限度地提高微电网的能源利用效率，降低成本并增加供电可靠性。
1. 功率流控制算法通过功率流控制算法，可以实现微电网内各种电力负载、能量储存装置和能量转换装置之间的协调工作。
这包括实时监测微电网中各个节点的电压、频率和功率等参数，通过智能控制系统进行调整，以提高微电网的供电稳定性。
2. 能量调度算法能量调度算法是一种以电力负荷需求为基础的能量分配方法，通过对微电网中各种电力负载和能源转换装置的间接互连关系建模，以优化微电网内能源的分配和供应。
通过该算法，可以实现微电网内的能源最优配置，提高能源利用效率。
微电网系统的调度策略及经济运行优化研究
燃 料 价 格 ( 元 /m3) ； ηFC ： 燃 料 电 池 的 燃 料 利 用 率 (kW·h/m )。
3
2.5. 储能子系统
分布式储能单元可用于平抑负荷波动、进行削峰 填谷[5,14]；与风力发电、光伏发电等可再生能源发电 技术相配合，以稳定系统的功率输出，增强可再生能 源发电系统的可调度性能；可通过参与电力市场，利 用峰谷电价差异使储能系统拥有者获得一定的经济 收益。本文应用循环寿命长，耐过充能力高、充放电 效率高、功率能量密度高的锂电池作为能量存储单 元，用超级电容作为短时功率平衡单元[15]。 荷电状态(State of Charge, SOC)是经济调度优化 问题的重要参数。
Smart Grid 智能电网, 2012, 2, 99-107 doi:10.4236/sg.2012.24018 Published Online December 2012 (/journal/sg.html)
Scheduling Strategy and Economic Operation Optimization for Micro-Grids
2 C f . DE PDE aPDE bPDE c
2. 微电网 DER 子系统的调度特性建模
2.1. 太阳能光伏发电子系统
太阳能光伏发电(PV)是利用半导体界面的光生伏 特效应将光能直接转变为电能的一种技术。光伏电池 组件的功率输出模型可表示如下 ：
PPV PSTC GING 1 k TC Tr GSTC
摘
要：传统大电网采用基于负荷预测，调节可控发电的模式，实现系统功率平衡；而微电网系统是由波动性
和随机性很强的可再生新能源发电和随机负荷组成。如何通过调度实现具有强随机性的发电和用电单元之间的 功率平衡，是微电网急需解决的关键问题。本课题以光伏/风力发电、储能、负荷、配电网等单元构成的微电网 系统为研究对象，研究微电网的调度策略及运行优化方法，确立并网和孤岛两种运行状态下的调度策略及运行 目标；并以一个算例分析验证所提出的调度模型、调度策略、优化目标及优化算法的正确性与有效性。 关键词：微电网；经济优化；调度策略；能量管理；孤岛运行
微电网储能的离散逻辑与优化调度控制
微电网储能的离散逻辑与优化调度控制丁明耀 李 龙（国网宿州供电公司）摘 要：微电网通常由基于离散逻辑控制的内燃机动力发电机组供电，如果资源得到合理配置，新兴的储能装置接入微电网可以作为储备系统，并增加微电网的光伏发电能力，显著降低燃油消耗。
离散逻辑控制（DLC）根据净负荷和发电机运行时间等参数确定资源调度，优化调度控制（ODC）可以通过基于负荷和发电预测的优化调度来改进微电网调度策略。
本文首先讨论了储能系统对微电网采用太阳能发电的影响。
其次，将储能装置添加到典型的离散控制决策树中，分析其影响。
最后，基于实际微电网的负载数据，比较了使用新的离散控制和优化调度策略下储能、太阳能发电带来的燃料节约效果。
这些结果揭示了储能对微电网燃料消耗的潜在影响，并为复合资源微电网管理选择合适的控制架构提供了指导。
关键词：微电网；运行基地；优化调度；离散逻辑0 引言微电网逐渐普及，在一些厂矿企业和商业场合部署微电网可以提高其在电力中断期间的能源供应弹性，而且在并网运行时产生电费收入。
大多数运行中的微电网系统使用离散逻辑控制（DLC）来管理资源调度［1-2］， DLC控制器由于其编程界面简单快捷、供应商丰富且成本较低，已被工业和制造实体使用多年。
优化调度控制（ODC）正在多个微电网应用场景部署， ODC使用对未来能源需求和发电量的预测、系统的当前状态以及特定情况的目标函数来确定最佳资源调度时间表。
控制器的目标根据应用需求而变化，并且在控制策略上可以强调系统的经济性或以低碳为目标。
这种操作形式和控制策略比DLC更有优势，但更复杂、更不直观，而且在实践中，收益高度依赖于预测方法［3］。
本文通过具体案例开展相关研究，解决了储能系统与微电网集成的三个问题。
首先，分析了地区微电网中储能对最大光伏容量的影响。
其次，构建了一个新的DLC模型，包括对相关储能系统的能力和限制的考量。
最后，比较了使用DLC和具有准确前瞻性的ODC在节能和经济性方面的指标，以展现最优调度对微电网操作的最大效益。