本技术涉及电力系统的,尤其涉及一种光储用协调控制方法、系统、装置以及存储介质。
背景技术:
1、近年来,国家积极推进新能源体系建设,光伏得到了快速发展,光伏发电在我国新能源体系中占据了重要地位,但是,随着新能源光伏装机容量的提升,电网的消纳、调峰压力凸显,光伏发电并网对电网产生较大冲击,光伏发电输出功率随机性易造成电网电压波动和电能质量不高等问题。
2、因此,个别地区不允许光伏发电并网,仅能允许光伏的就地消纳,台区会配备储能系统用于光伏的发电量的存储。光伏的发电利用,依赖于合理的储能充电策略,否则会出现弃光问题或者储能电池过充电或过放电问题。
技术实现思路
1、为了降低光储用系统和电网之间的实际交互功率,并能根据不同的光伏发电功率和负荷用电功率,设定储能电池的充电电量,避免电池过度充电,进而提高电池寿命,本技术提供一种光储用协调控制方法、系统、装置以及存储介质。
2、本技术提供的一种光储用协调控制方法、系统、装置以及存储介质采用如下的技术方案:
3、第一方面,本技术提供一种光储用协调控制系统,包括:储能设备、光伏组件、逆变器、分布式电源监控终端以及主站,所述分布式电源监控终端通过4g或5g模块与主站通讯;
4、所述光伏组件用于将太阳能转化为电能,所述逆变器用于将直流电转化为交流电,所述逆变器通过rs485与分布式电源监控终端通信连接,所述分布式电源监控终端用于对电压、电流等进行采样,并将本地数据上送到主站;
5、所述储能设备包括储能电池和储能变流器pcs,所述储能变流器pcs通过rs485与分布式电源监控终端通信连接,所述储能电池用于储存电能,所述储能变流器pcs用于控制蓄电池的充电和放电过程,进行交、直流的变换。
6、通过采用上述技术方案,光伏组件将太阳能转换为直流电能,这是系统的基础能源输入。逆变器将光伏组件产生的直流电转换为交流电,以便并入电网或直接供给本地负载使用。储能设备由储能电池和储能变流器pcs组成。pcs负责管理储能电池的充电和放电过程,确保电池在合适的时机进行充放电,以优化能源利用和延长电池寿命。pcs还能进行交、直流的变换,以适应不同的电能需求。分布式电源监控终端负责采集电压、电流等关键参数,并通过4g或5g模块将这些数据上传到主站进行远程监控和管理。同时,监控终端还通过rs485接口与逆变器和储能变流器pcs通信,实现本地设备的监控与控制。主站根据接收到的数据,对光伏组件、逆变器、储能设备进行协调控制,以实现能源的最大化利用和系统的高效运行。
7、能够提高能源利用率,通过协调控制,系统能够更有效地利用太阳能,减少能源浪费。增强电网稳定性,储能设备的存在可以在电网需求高峰时提供额外的电能,或在电网故障时作为备用电源,从而增强电网的稳定性和可靠性。实现智能化管理,远程监控和本地控制相结合,使得系统能够实现智能化管理,提高运行效率,降低维护成本。促进可持续发展,利用可再生能源(太阳能)并优化其使用,有助于减少对传统能源的依赖,促进可持续发展。
8、第二方面,本技术提供一种光储用协调控制方法,包括以下步骤:
9、计算光伏日发电预测电量p1:
10、
11、其中,t1为晚间峰谷电价结束时间,t2为晚间峰谷电价起始时间,p1(t)为各时刻预测发电功率;
12、计算用户负荷预测电量p2;
13、
14、其中,p2(t)为各时刻预测用电功率,t1为晚间峰谷电价结束时间,t2为晚间峰谷电价起始时间;
15、当日时间t2时刻开始结合预测模型得到光伏日发电曲线p1(t)和日负荷预测曲线p2(t),并计算未来24小时的p1和p2;
16、t1到t2时间段,优先由储能设备和光伏组件给用户供电,不足的部分由电网提供;
17、t2到t1时间段,由电网给用户供电、给储能电池充电,或由储能电池给用户供电。
18、进一步的,将负荷数据输入至日负荷预测模型,生成日负荷曲线,所述负荷数据包括近期用户负荷、节假期和天气预报的气温、气压、湿度;将环境数据输入至光伏发电预测模型,生成光伏日预测发电曲线,所述环境数据包括第二日天气预报各时刻的太阳照度、温度、湿度、降雨量、风沙;
19、定义日负荷曲线和光伏日预测发电曲线的交点为功率平衡点,定义t0为第一功率平衡点(时刻为t0),表示负荷功率和发电功率相等,定义t1为晚间峰谷电价结束点(时刻为t1),在第一功率平衡点之前的时间t1到t0为储能电池放电过程;
20、t0前的预测发电电量p1t0,t0前的预测负荷电量p2t0,pt0为负荷和发电电量差值,t1到t0时间,由储能电池和光伏组件提供用户负荷,在异常情况下由电网提供用户负荷提供用户负荷。
21、进一步的,所述储能电池的夜间储能电量为c,c用于表示t1时刻前的储能电量;电池标称容量为cn;所述储能电池设定最小保持电量为c0,用于弥补预测误差,功率损耗等电量损失;
22、t2时刻,使用预测数据计算未来24小时的电力需求(p1和p2);根据预测结果和当前电量,制定储能电池的充放电策略,确定t1时刻前需储存的电池电量c;
23、t2到下一个t1时间段,电网供电或给储能电池充电(在日间用户负荷低、光伏发电量较大的情况下,为保证t1时刻的储能电池电量,此时间段存在由储能电池供电情况),根据制定的储能电充放电策略,实时更新电池电量值直到电池电量达到c;如果c等于cn,则停止充电以避免过充;储能电量c根据t2时刻的预测结果确定,c满足c0≤c≤cn(设定最小保持电量为c0);
24、t1到t2时间段,由储能电池和光伏给用户供电,不足的部分由电网提供。
25、进一步的,所述储能电池夜间储能电量c满足如下条件:
26、(1)当无功率平衡点时,p2-p1>0,光伏发电量不足以提供用户负荷,按照(2)、(3)判定;
27、(2)如果p2-p1<cn,则光伏发电电量不能满足负荷电量,不足的部分通过储能电量弥补,则储能电池夜间储能电量c=p2-p1+c0(c≤cn);
28、(3)如果p2-p1≥cn,则光伏发电电量不能满足负荷电量,且储能电量也不足以满足负荷电量,则储能电池夜间储能电量c=cn,t1时刻之后的用户负荷不足的部分通过电网供给;
29、(4)当有功率平衡点时,计算储能电池电量条件pt0,公式如下:
30、
31、(5)当p1≥p2,则光伏发电电量可以满足负荷电量,储能电池t1时刻前储存电量c=pt0+c0(c≤cn),即储能电池t1时刻前储存的电量,需要满足第一功率平衡点前的负荷电量,t1到t0阶段,用户负荷大于光伏组件的输出功率,由储能电池提供用户负荷,如果pt0>cn,则c=cn,不足的用户负荷由电网提供;
32、(6)当p1<p2,且p2-p1<cn,则光伏发电电量不能满足负荷电量,不足的部分通过储能电池弥补,c=max{p2-p1+c0,pt0+c0}(c≤cn);
33、(7)当p1<p2,且p2-p1≥cn,则光伏发电电量不能满足负荷电量,且储能电量也不足以满足负荷电量,则储能电池的夜间电量储能电量c=cn,日间不足的用户负荷由电网提供。
34、第三方面,本技术提供一种智能终端,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述一种光储用协调控制方法的计算机程序。
35、综上所述,与现有技术相比,上述技术方案的有益效果是:
36、本技术所述的一种光储用协调控制方法、系统、装置以及存储介质,提出三种光伏、储能、用电系统应用场景,并提出了储能电池充电控制策略,目的是针对光伏发电电能不并网场景下,使光伏就地消纳,降低对电网的冲击。储能系统的核心是可充电储能蓄电池,其中锂离子电池占据主导地位,占比接近90%。锂离子电池的寿命和老化程度受到使用条件、充放电策略的影响,为了提高储能电池的寿命,需要制定合理的充、放电策略,如避免过度充、放电,锂电池在满电时锂离子活性较高,长期处于满电状态会导致锂离子电池寿命降低。锂电池经常过放电,也会导致锂电池的寿命降低。同时,储能电池储能电量设置不合理,会导致白天时光伏出力较大时,储能电池已充满,且不能并网,导致光伏资源的浪费。本发明提出的光储用系统的控制策略,能够使储能电池避免过度充、放电,进而提高储能电池寿命。
1.一种光储用协调控制系统,其特征在于,包括:储能设备、光伏组件、逆变器、分布式电源监控终端以及主站,所述分布式电源监控终端通过4g或5g模块与主站通讯;
2.一种光储用协调控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的一种光储用协调控制方法,其特征在于,将负荷数据输入至日负荷预测模型,生成日负荷曲线,所述负荷数据包括近期用户负荷、节假期和天气预报的气温、气压、湿度;将环境数据输入至光伏发电预测模型,生成光伏日预测发电曲线,所述环境数据包括第二日天气预报各时刻的太阳照度、温度、湿度、降雨量、风沙;
4.根据权利要求3所述的一种光储用协调控制方法,其特征在于,所述储能电池的夜间储能电量为c,c用于表示t1时刻前的储能电量;电池标称容量为cn;所述储能电池设定最小保持电量为c0,用于弥补预测误差,功率损耗等电量损失;
5.根据权利要求4所述的一种光储用协调控制方法,其特征在于,所述储能电池夜间储能电量c满足如下条件:
6.一种智能终端,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求2至5中任一种方法的计算机程序。
