储能系统的能量调度文献综述

关于储能系统的能量调度的文献综述

摘要：储能系统具有双向充放电的运行特性，既可以吸收电能，也

可以释放电能。鉴于此种性能，其在电力系统中通常有如下三种作用：电力系统采用储能装置可节约系统综合用电成本，在低成本时

吸收电能，在高峰时释放，获得峰谷电价差带来的经济利益。

⑴储能系统用在发电端，可有效克服可再生能源发电系统的波动性，吸收不平衡功率流，从而提高发电机的稳定运行能力，起到平滑可

再生能源发电系统输出波动的作用。

⑵储能系统用于输配电时，可灵活配置能源供应，可以肖峰填谷，

在用电低潮，吸收功率，将电能储藏起来，在用电高峰期，释放电能，弥补供电不足，从而提高电力供应质量，提供电压和频率保障，减少线损，提高整个输配电系统的稳定性，起到了能量调度的作用。

(3)储能系统用于用户端时，可提高电路的质量，减少峰值。本文主

要论述了储能系统的第二种功能，即储能系统能有效改善微网的电

能质量并提高系统稳定性，具有能量调度的作用。

关键词：储能系统;微电网；能量调度；电能质量

正文：

文献一：风电储能系统能量调度策略研究

由于风能具有随机性和间歇性，在其并网时由于风电能波动会

影响电网电能质量，此文献提出基于铅酸蓄电池储能系统、结合负

荷用电预测信息，利用模糊理论“最大-最小”合成理论，合理调

度储能系统充放电的电量，从而改善并网后的电网品质。

风电储能系统能量调度主要包括：电网负载用电量的预测、储

能系统 ( 铅酸蓄电池组成 ) 、风力发电机组（此处不做详述）

和调度控系统制器4大部分。

1、电网负载用电量的预测：根据气象条件与用电负荷的关系，把用

电负荷分为以下3类： 1 ) 照明、普通家电、电炊具等这类负

荷主要集中在三餐时间和晚上(尤其是7 、8月份)用电较多； 2) 工业负荷受气温和季节影响较小用电量相对来说比较稳定； 3)商场、餐饮业等负荷主要影响晚高峰且季节变化较大，然后根据负荷的特性和某地区一年的负荷用电量数据统计，做仿真图，观察其变化规律。

2、储能系统:储能系统用的是铅酸蓄电池，要对能量调度进行较为精确的充放电控制，就要求组成储能系统的铅酸蓄电池模型能够较为准确的反映出各个物理化学参数的变化对蓄电池剩余容量的影响。参数有：

Q为蓄电池充满状态时的额定容量，Eb为蓄电池的充放电时的端电压， E为受控电压源，尺为电池内阻， E0为蓄电池初始电压， K为极化常数， En为标称电压， A 为试验系数， B为

试验指数，n为充放电效率，充放电过程中的电流为 (f) ，充电时(f)<0 ，放电时(f)>0 。

蓄电池的剩余电量SOC则为：SOC= (Q—∫i (t) d t )／Q x 100％蓄电池的充放电的电压：E b = E–R x i(t)

E = E0 - K x SOC ／ [ SOC — Q∫i (t) d t]+A exp[ -B∫i (t) d t + Ct (Tb一 25 ) ]

R = En x ( 1 - n／) x [ 1 – 0.025 x (Tb - 25)] /( 0.2 Q) 其中由于铅蓄电池的极化反应和电阻受温度的影响，故设置温度补偿，对极化效应的温度补偿因子为：Ct (Tb一 25 )；对电阻的

温度补偿因子为：1—0.025 x (Tb一25 ) ，其中： Ct为温度

系数 ;Tb为电池温度。

3、调度控系统制器：调度控制器采用模糊“最大一最小”算法，主要功能是平抑风电并网后的电能波动，确保向电网健康供电。

其参数有：PL是负载需要的功率，Pw 是风机发出的功率， PB是

蓄电池充放电的功率△P=PL-Pw，误差e=△P-PB（其为该控制器的

输入量），误差变化率ec,蓄电池充放电电流I（控制器的输出量）。然后进行 Matlab仿真设计如图所示：

4、系统运行时的分析操作：由于铅酸电池的充放电电量在20％一

80 ％之间，控制策略可分为以下 4种情况：当 AP < O， SOC <80％时，控制蓄电池充电；当△P>0，SOC>20％时，控制蓄电池放电；

当 AP>0，SOC<20％时，此时负荷需求较大，而蓄电池剩余电量较小，要向负载发出有效地警告；当 AP<0 ，SOC>80％时，此时负

载用电量较小，而蓄电池的电量已经达到最大，需要根据负载的用

电量来控制风机的发电功率。以上4种情况在整个系统运行过程

中是相互转化的。

文献二：光柴储微网系统的储能动态能量调度策略

为提高徽网系统的电能质量和稳定性，此文献提出了一种基于

模糊PD的储能动志调度策略，即在建立独立运行的风柴储微网系统

基础上，通过Maltab／Simelink仿真验证了系统能根据频率偏差动

态调度储能能量，不仅能保证储能的输出始终在零功率附近

波动，而且能在一定程度上抑制系统频率的振荡，证明了该策略对

系统频率确有改善作用。其中，储能单元由著电池组和双向DC／AC

转换器两部分组成．并具有能量观向流动的特点。其用到的算法如下：

其中△f频率偏差量,d△f/dt为频率偏差微分量，Kp和Kd为比倒

系数和微分系数；u（t）为PD控制律输出控制量。为了避免Kd选

用不当而引起频率激烈振荡，故采用不完全微分算法代替微分算法，算法如下：

其中Td为一阶惯性时间常数。

其中在进行仿真时，选择参数用到了模糊逻辑规则推理的方法，但

由于其计算比较复杂，计算量比较大，本文利用建立模糊控制查询

表确定参数，其具体如下：

文献三：光柴储微网系统的储能动态能量调度策略研究

此文献在前述文献所述方法—比例-微分（PD）储能动态调度策

略的基础上，提出了另一种能量调度的方法—三段式PD先行的储能

动态调度策略，克服了比例-微分储能动态策略的不足，将该储能动

态策略应用于实际的微网实验平台中，并对两种情况进行实验分析

比较，以验证其对频率波动的抑制作用。实验结果表明，该改进策