基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法与流程

1.本发明涉及运行控制技术领域，尤其涉及基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法。


背景技术：

2.传统孤岛微电网多运行于集中式控制，以柴发作为主节点支撑整个系统的运行，中央控制器采集其他分布式能源实现功率分配。因此柴发的安全稳定运行决定了整个系统的稳定。传统的电力系统经济调度要求在满足用户用电需求和系统安全稳定运行的前提下，对各发电机组或发电厂发电功率进行优化调度，从而减少燃料消耗量，以期达到最低运行成本。随着对电能需求的日益增加，分布式能源的接入使用率越来越高，能源由此成为影响经济社会可持续发展的关键因素。不同于传统电力系统经济调度，由于风电、光伏等可再生能源接入微电网中，微电网能量管理需要面对源荷双侧的不确定性，而以锂电池、超级电容为代表的储能单元的加入使得负荷转移成为可能，因此传统的电力系统经济调度方法已无法满足新的需求。为了解决上述问题，提出了基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法。


技术实现要素：

3.鉴以此，本发明的目的在于提供基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，以至少解决以上问题。
4.本发明采用的技术方案如下：
5.基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，所述方法包括以下步骤：
6.s1、判断柴发是否离网主电源运行；若判断结果是离网运行，则进入步骤2；若否，则采用并网运行控制方法；
7.s2、判断柴发出力功率，若其负载过高，则进入步骤3；若其负载过低，则进入步骤4；
8.s3、置“增出力”标志，按储能增出力目标控制储能，使柴发回归经济稳定运行区间，并写“新能源增出力on”遥信合位，用于触发新能源增出力策略；
9.s4、置“减出力”标志，按储能减出力目标控制储能，使柴发回归经济稳定运行区间，并写“新能源减出力on”遥信合位，用于触发新能源减出力策略；
10.s5、按照储能恒soc的控制目标，判断储能功率能否回归恒soc的控制目标，若不能，结束本次循环；若能，按照目标调节储能回归，并进入柴发经济运行控制策略。
11.进一步的，在步骤s1中，断柴发是否离网主电源的依据是：
12.离网柴发主电源压板合以及离网柴发主电源允许使能。
13.进一步的，在步骤s2中，负载过高的判断标准为：
14.柴发运行在旋转备用不足区或过载区，即p
dg_high
《p
dg
《p
dg_max
或p
dg
》p
dg_max
或p
dg
》
p
dg_max
；
15.负载过低的标准为：
16.柴发运行在经济运行下限区或逆功率区，即p
dg_min
《p
dg
《p
dg_low
或p
dg
《p
dg_min
。
17.进一步的，在步骤s3中，储能增出力的目标为：
18.储能增出力：p
batref
＝p
bat
+p
delta
+(p
dg-p
dg_high
)
19.其中，p
batref
为储能增出力目标，p
bat
储能实际出力，p
delta
为储能出力步长，p
dg
为柴发出力，p
dg_high
为旋转备用不足区上限。
20.进一步的，在步骤s4中，储能减出力目标为：
21.储能减出力：p
batref
＝p
bat-p
delta-(p
dg_low-p
dg
)
22.其中，p
batref
为储能减出力目标，p
bat
储能实际出力，p
delta
为储能出力步长，p
dg
为柴发出力，p
dg_low
为经济运行下限区下限。
23.进一步的，在步骤s5中，储能恒soc控制目标为：
24.储能恒soc控制：p
bat[i]
＝p
pcsset
*(soc
[i]-soc
target[i]
)
[0025]
其中，p
bat[i]
为储能出力目标，p
pcsset
为储能控制器功率参考值，soc
[i]
为储能当前荷电状态值，soc
target[i]
为目标soc值。
[0026]
进一步的，在步骤s5中，柴发经济运行控制策略为：
[0027]
当柴发稳定运行时，进入经济运行区间，经济控制策略需保证柴发在经济运行区间中新能源的渗透率维持在一个特定的渗透率范围以上，即维持柴发的负载率在经济运行区间的下限p
dg_emc
附近，用以提高新能源的利用率。
[0028]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0029]
本发明提出基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，考虑了柴发的经济性运行区间，最大限度的减小发电成本，提高电力系统运行经济性，并且利用光储联合系统，在保证柴发经济运行的基础上，最大限度的消纳新能源，提升新能源占比，可以让柴发最大限度运行在经济区间，节省发电成本，同时实现光储柴多源联合调节。
附图说明
[0030]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]
图1是本发明实施例提出的基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法的微电网柴发主电源经济稳定运行策略整体流程示意图。
[0032]
图2是本发明实施例提出的基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法的柴发运行区间示意图。
[0033]
图3是本发明实施例提出的基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法的柴发经济运行控制策略
具体实施方式
[0034]
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发
明，并非用于限定本发明的范围。
[0035]
参照图1，本发明提供基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，所述方法包括以下步骤：
[0036]
s1、判断柴发是否离网主电源运行；若判断结果是离网运行，则进入步骤2；若否，则采用并网运行控制方法；
[0037]
示例性地，离网柴发主电源压板合以及离网柴发主电源允许使能，判断柴发是离网主电源运行，进入步骤2；
[0038]
s2、判断柴发出力功率，若其负载过高，则进入步骤3；若其负载过低，则进入步骤4；
[0039]
示例性地，设定柴发旋转备用不足上限为：p
dg_high
＝50％ p
rate
，柴发过载运行上限为：p
dg_max
60％ p
rate
，柴发经济运行下限为：p
dg_min
＝30％ p
rate
，柴发逆功率下限为：p
dg_min
＝20％ p
rate
。p
rate
为发电机额定容量，在此设定为2.7mva。
[0040]
此时柴发运行功率p
dg
＝1.5mw＝56％p
rate
，因此柴发运行在旋转备用不足区，进入步骤3；
[0041]
s3、置“增出力”标志，按储能增出力目标控制储能，使柴发回归经济稳定运行区间，并写“新能源增出力on”遥信合位，用于触发新能源增出力策略；
[0042]
s4、置“减出力”标志，按储能减出力目标控制储能，使柴发回归经济稳定运行区间，并写“新能源减出力on”遥信合位，用于触发新能源减出力策略；
[0043]
s5、按照储能恒soc的控制目标，判断储能功率能否回归恒soc的控制目标，若不能，结束本次循环；若能，按照目标调节储能回归，并进入柴发经济运行控制策略。
[0044]
在步骤s1中，断柴发是否离网主电源的依据是：
[0045]
离网柴发主电源压板合以及离网柴发主电源允许使能。
[0046]
在步骤s2中，负载过高的判断标准为：
[0047]
柴发运行在旋转备用不足区或过载区，即p
dg_high
《p
dg
《p
dg_max
或p
dg
》p
dg_max
或p
dg
》p
dg_max
；
[0048]
负载过低的标准为：
[0049]
柴发运行在经济运行下限区或逆功率区，即p
dg_min
《p
dg
《p
dg_low
或p
dg
《p
dg_min
。
[0050]
在步骤s3中，储能增出力的目标为：
[0051]
储能增出力：p
batref
＝p
bat
+p
delta
+(p
dg-p
dg_high
)
[0052]
其中，p
batref
为储能增出力目标，p
bat
储能实际出力，p
delta
为储能出力步长，p
dg
为柴发出力，p
dg_high
为旋转备用不足区上限。
[0053]
示例性地，此时p
bat
为0.2mw，p
delta
为5kw，计算得到：p
batref
＝0.2+0.005+(1.5-1.35)＝0.355mw。
[0054]
其中，新能源增出力策略被设置为：
[0055]
输入参数：“新能源增出力on”遥信状态、增出力步长参数，在本实例中设置新能源出力步长为50kw。
[0056]
输出：控制新能源增功率的调节指令或者“新能源无法增出力”遥信；
[0057]
当“新能源增出力on”遥信由分位变至合位时，遥信变位的上升沿能够触发一次新能源增出力调节，调节新能源的出力限值百分比。当新能源无法增出力时，写“新能源无法
增出力”遥信合位。新能源增出力策略在检测到遥信合位后，延时t秒写该遥信分，延时t秒一般需根据“限值下发至新能源实际出力产生变化”的时间长度tc来整定，可t＝tc+(2-5s)，在本实例中设置t＝7s。
[0058]
在步骤s4中，储能减出力目标为：
[0059]
储能减出力：p
batref
＝p
bat-p
delta-(p
dg_low-p
dg
)
[0060]
其中，p
batref
为储能减出力目标，p
bat
储能实际出力，p
delta
为储能出力步长，p
dg
为柴发出力，p
dg_low
为经济运行下限区下限。
[0061]
在步骤s5中，储能恒soc控制目标为：
[0062]
储能恒soc控制：p
bat[i]
＝p
pcsset
*(soc
[i]-soc
target[i]
)
[0063]
其中，p
bat[i]
为储能出力目标，p
pcsset
为储能控制器功率参考值，soc
[i]
为储能当前荷电状态值，soc
target[i]
为目标soc值。
[0064]
柴发经济运行控制策略为：
[0065]
当柴发稳定运行时，进入经济运行区间，经济控制策略需保证柴发在经济运行区间中新能源的渗透率维持在一个特定的渗透率范围以上，即维持柴发的负载率在经济运行区间的下限p
dg_emc
附近，用以提高新能源的利用率。
[0066]
示例性地，设置储能soc目标值soc
target[i]
为0.75，检测此时soc
[i]
＝0.78，此时设置储能功率p
pcsset
＝0.35mw，计算得到p
bat[i]
＝0.0105mw。
[0067]
按照此目标调节储能，同时柴发进入经济运行控制策略。
[0068]
当柴发稳定运行时，进入经济运行区间，经济控制策略需保证柴发在经济运行区间中新能源的渗透率维持在一个特定的渗透率范围以上，即维持柴发的负载率在经济运行区间的下限附近下限p
dg_emc
，以提高新能源的利用率。检测柴发负载率》p
dg_emc
，经过延时ts，写“新能源增出力on”遥信合，出发新能源增出力策略模块。
[0069]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：s1、判断柴发是否离网主电源运行；若判断结果是离网运行，则进入步骤2；若否，则采用并网运行控制方法；s2、判断柴发出力功率，若其负载过高，则进入步骤3；若其负载过低，则进入步骤4；s3、置“增出力”标志，按储能增出力目标控制储能，使柴发回归经济稳定运行区间，并写“新能源增出力on”遥信合位，用于触发新能源增出力策略；s4、置“减出力”标志，按储能减出力目标控制储能，使柴发回归经济稳定运行区间，并写“新能源减出力on”遥信合位，用于触发新能源减出力策略；s5、按照储能恒soc的控制目标，判断储能功率能否回归恒soc的控制目标，若不能，结束本次循环；若能，按照目标调节储能回归，并进入柴发经济运行控制策略。2.根据权利要求1所述的基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，其特征在于，在步骤s1中，断柴发是否离网主电源的依据是：离网柴发主电源压板合以及离网柴发主电源允许使能。3.根据权利要求2所述的基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，其特征在于，在步骤s2中，负载过高的判断标准为：柴发运行在旋转备用不足区或过载区，即p
dg_high
<p
dg
<p
dg_max
或p
dg
>p
dg_max
或p
dg
>p
dg_max
；负载过低的标准为：柴发运行在经济运行下限区或逆功率区，即p
dg_min
<p
dg
<p
dg_low
或p
dg
<p
dg_min
。4.根据权利要求3所述的基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，其特征在于，在步骤s3中，储能增出力的目标为：储能增出力：p
batref
＝p
bat
+p
delta
+(p
dg-p
dg_high
)其中，p
batref
为储能增出力目标，p
bat
储能实际出力，p
delta
为储能出力步长，p
dg
为柴发出力，p
dg_high
为旋转备用不足区上限。5.根据权利要求4所述的基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，其特征在于，在步骤s4中，储能减出力目标为：储能减出力：p
batref
＝p
bat-p
delta-(p
dg_low-p
dg
)其中，p
batref
为储能减出力目标，p
bat
储能实际出力，p
delta
为储能出力步长，p
dg
为柴发出力，p
dg_low
为经济运行下限区下限。6.根据权利要求5所述的基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，其特征在于，在步骤s5中，储能恒soc控制目标为：储能恒soc控制：p
bat[i]
＝p
pcsset
*(soc
[i]-soc
target[i]
)其中，p
bat[i]
为储能出力目标，p
pcsset
为储能控制器功率参考值，soc
[i]
为储能当前荷电状态值，soc
target[i]
为目标soc值。7.根据权利要求6所述的基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，其特征在于，在步骤s5中，柴发经济运行控制策略为：当柴发稳定运行时，进入经济运行区间，经济控制策略需保证柴发在经济运行区间中新能源的渗透率维持在一个特定的渗透率范围以上，即维持柴发的负载率在经济运行区间的下限p
dg_emc
附近，用以提高新能源的利用率。

技术总结
本发明提供基于柴发主电源的独立微电网协调控制与经济运行方法，该方法以柴发为主电源，通过柴发联合储能系统实现经济稳定运行。控制策略以柴发是否运行在经济稳定的功率区间作为主要判据，并通过恒SOC控制储能SOC在设定范围内。当柴发功率越限时由储能进行支撑，随后通过调节新能源增减出力使得系统进入新的能量平衡状态。当柴发功率运行在逆功率区或者经济运行下限区域，使得储能增出力，同时投入新能源增出力；当柴发功率运行在过载区或者旋转备用不足区域，使得储能减出力，同时投入新能源减出力；同时按照储能恒SOC控制目标，判断储能功率能否回归恒SOC的控制目标，若不能，结束本次循环；若能，调节储能回归，并进入柴发经济运行控制策略。经济运行控制策略。经济运行控制策略。


技术研发人员：禹鹏 羊冠宝 符荣 曾扬骋 贾茜 冯在顺 李瑶 陈明俊 尚磊 葛建康
受保护的技术使用者：三沙供电局有限责任公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/9/9