探究光伏微电网能量调度及储能容量配置研究

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储能技术属于一项全新的技术类型,对于智能电网、绿色清洁新能源、电动交通工具的发展,起到了积极有效的推动效果,不但将需求侧管理进行了实现,还能再生能源因为稳定性不足出现的峰谷差等问题进行了消除,使得电力设备的使用效率、发电成本等得到了非常大的改善,是将电网络运行稳定性进行提升的关键,更是对频率调整、负荷波动进行补偿的有效措施。在具体工程开展中,对于储能系统的科学配置,需要在匹配光伏系统过程中,将前期建设投入尽量减少,缩减维护成本,有益于进一步推广新能源。

1 光伏微电网实施能量管理

微电网是对分布式电源分散接入进行解决的关键方案,不但可以将电网的补充加大,还能对局部提出的要求给予满足,使其成为小单元的能量供应网络。在基于功率平衡的基础之上,微电网的能量管理,产生的价值作用非常关键[1]。其中,微电网需要设置相应的能量调度系统,并保障高效性,才可优化调度发电单元以及储能系统的功率。

1．1 预测光伏系统发电量 如果微电网工程的状态为尚未构建,或者已经开始使用,可利用环境因素,对光伏模块发电功率的一系列数据进行预测,分析出来的数据具备很强的参考意义。

1．2 预测负荷 预测负荷内容的开展,可利用短期复合预测的形式,具体的思路为点对点倍比法。对前周期当中的相同类型负荷曲线进行应用,进而对周期目标当中的日期负荷进行预测。历史当中的相同类型,对曲线的实际形状产生了直接作用,负荷水平则由相邻周期当中的不同类型所决定。

2 光伏微网复合储能模型

光伏微电网混合储能系统的构成,由锂电池以及超级电容完成,将两种储能的优势发挥出来之后,能够将系统的性能整体性提高[2]。当前,无论对哪种储能进行应用,都不可能对能量与功率密度需求、使用寿命需求、储能效率需求等同时满足。在混合使用各类储能技术当中,需要将每种储能系统的优势作用发挥出来,以便形成互补,进而使系统产生更强的实用性,提升技术经济性以及灵活性等。在本次研究当中,为了对微电网运行的稳定性给予提升,保障安全性能,需要先对一些问题进行解决。例如:再生能源出力产生的随机性问题:其一,存在于小时间尺度当中的随机小挠动问题;其二,为大尺度当中发电出力产生的波动问题。

在对两种储能复合进行应用过程中,对微电网储能系统模型的构建时,对模型所在区域的年光照历史数据进行了应用,将其作为重要的基础,预测出光伏出力之后,对负载类型加以剖析,可以对系统的实际需求以及负载优先级进行相应的预测。在利用统计分析之后,离散型随机变量当中的概率密度函数便可以对最优储能容量进行计算,从而对经济性最佳的目标给予满足。

2．1 预测发电量

在不同的倾斜角辐射量当中,光伏发电板产生的发电量计算公式为:

2．2 负荷模型 例如:在亚热带季风气候当中,四季有着非常清晰的界定,其中,将办公场所作为负载类型,因为各个季度当中产生的光伏发电量和负载需求都有相应的区别,所以需要进行分析和考虑。

2．3 储能系统容量明确方式 对于挠动问题的解决,需要储能具备快速响应的能力,这样的储能并不需要有非常强的存储能力,但一定要快速响应。其中超级电容有非常高的比功率且快速响应非常理想,此外还有较低的比能量。所以在比较短的时间内,可以实现快速大功率充放电,是十分理想的一种储能介质,可以对能量型需要使用的能量储能方式进行解决。针对小型微电网系统的使用,能源型储能选用锂电池组,在确保有可靠稳定的供电基础之上,将经济性能作为标准,对相应的微电网模型进行构建,其中包括锂电池以及超级电容[3]。

(1)选择储能容量。方案选取方法,应用可一定概率内覆盖功率差额的储能容量配置,结合微电网实际发电量以及相应的需求曲线,对于供求能量每日差值的计算公式为:

(2)保证重要负载。一旦有突发故障发生,会缺失重要负载功率。为对这一问题进行预防,储能系统需要对功率支撑快速提供,其提供的功率不能小于最大功率重要负载缺失。

2．4 复合储能容量配置方法计算 YALMIP是在符号运算基础之上开展的工具箱编写运算,是定义以及高级优化问题求解的一种模化语言,在整数、非线性以及混合规划问题求解当中有着广泛应用。将经济性最理想的优化目标提取出来,明确约束条件的具体表达式,将获取的表达式借助YALMIP开展处理即可。

实型变量sdpvar属于YALMIP的关键对象。sdpvar代表是问题优化当中的实型决策变量,可以将其任意定义,使其成为n∗m的矩阵,一旦k＝sdpvar,说明有一个4∗4的矩阵生成。

借助set语言,对相应的约束条件进行概括,在对最理想的规划问题进行解答过程中需要应用的方式为:

(1),目标对象方程的设定为优化目标构造之后,在sdpvar当中,将其构造当做最终的目标对象。

(2)对之前获取的约束条件进行应用,对相应的约束条件语句进行构造,约束过程中使用set语言即可。

(3)求解需要利用solvesdp语句,目标函数为f。

(4)解矩阵的提取,需要对p＝double进行应用,便可以对最理想的规划方案获取。

3 结语

总之,对于光伏微网能量管理系统的使用,需要先对复合储能模型进行构建,在对挠动和快速响应问题充分考量的过程中,需对复合储能系统进行构建。其中,会利用超级电容以及锂电池,在确保各方面供电无异常情况的基础之上,结合经济条件,对相应的离网运行微电模型进行建立。此外,要对环境对发电功率预测过程中产生的各项因素进行分析,进而制定相应的储能容量配置方案,最后在对约束条件进行满足的前提下,对经济最理想方案进行计算,最后通过各项工具对数据开展优化即可。