针对薄云层扰动的储能光伏离网型微电网控制方法及系统与流程

本技术属于微电网控制领域，更具体地，涉及一种针对薄云层扰动的储能光伏离网型微电网控制方法及系统。

背景技术：

1、大力发展清洁能源是发电侧为实现节能减排所必需的转型路径。光伏发电作为清洁能源的一种重要形式，在全球范围内得到了广泛的应用和推广。国内自大力发展光伏发电技术以来，在不断吸收现有研究成果的基础上结合我国自身特点和发展情况，微电网控制技术的研究不断深化。

2、微电网的稳定性主要受发电侧和用电侧扰动的影响，尤其是光伏发电端由于缺少惯量，不能像传统发电机一样参与调频维持微电网稳定性，需要加入储能系统进行偏差调节。电池储能系统控制具有调节相应快、调节功率范围大、调节灵活精准等特点。但基于电储能技术的微电网控制主要集中在并网型微电网和并网离网切换型微电网。考虑到我国幅员辽阔，部分地区远离主电网，研究大功率离网型微电网的稳定控制具有实际应用价值。

3、当离网型光伏微电网位于云南等地区时，该地区位于亚热带季风气候区，具有丰富的光照资源，具有大规模发展光伏电站的潜力；同时该地区的气候干燥气温高，云层特点为“高且薄”，如果配置大量的储能容量，则储能系统可能经常出现储能不满的情况，造成储能浪费，提高了光伏发电系统的建设成本；若配置太少的储能容量，则面对该地区频繁出现的薄云层扰动，光伏发电系统出力无法满足负荷端的使用，离网型微电网频率波动大，系统稳定性不高，严重影响发电端和负荷端设备的使用寿命和系统的安全。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本技术的目的在于提供一种针对薄云层扰动的储能光伏离网型微电网控制方法及系统，旨在解决在薄云层频繁扰动地区离网型微电网频率波动大，系统稳定性不高，且储能容量配置过多会浪费储能资源的问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本技术提供了一种针对薄云层扰动的储能光伏离网型微电网控制方法，所述储能光伏离网型微电网包括：光伏发电端、储能设备以及负荷；所述光伏发电端可以位于薄云层天气的天数占比超出全年预设比例的地区；所述控制方法包括：

3、获取根据光伏发电端所处区域上方的薄云层的移动情况预测得到的光伏发电端的下一时段内的预测发电量；

4、确定所述储能设备的荷电状态；

5、当所述荷电状态大于预设的荷电状态上限，且光伏发电端当前时段的发电量小于所述预测发电量时，若所述储能光伏离网型微电网的扰动时间大于预设时长，则控制所述光伏发电端采用弃光限电模式工作；反之，控制光伏发电端采用调频模式工作；

6、当所述荷电状态小于预设的荷电状态下限，且光伏发电端当前时段的发电量大于所述预测发电量时，若所述储能光伏离网型微电网的扰动时间大于预设时长，则控制所述光伏发电端采用切负荷模式工作；反之，控制所述光伏发电端采用调频模式工作。

7、示例地，所述扰动时间包括：光伏发电端的薄云层扰动时间和负荷端的接入接出扰动时间。

8、可以理解的是，当光伏发电端位于薄云层天气的天数占比超出全年预设比例的地区时，可以适当减小储能容量的配置额，避免储能容量配置过多，储能设备长期处于储能量不能达到快满额的状态，造成储能资源的不必要浪费。

9、进一步地，当储能容量配置适当减少时，若遇到薄云层扰动频繁，也会可能造成储能容量满额或者储能容量过少的情况，因此需要给出一套适配的储能光伏离网型微电网控制方法，及时针对储能设备的荷电状态和薄云层扰动情况调整控制策略，保证储能容量减少的前提下系统更加稳定运行。

10、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：当所述荷电状态介于预设的荷电状态下限和预设的荷电状态上限之间时，则控制所述光伏发电端采用调频模式工作。

11、在一种可能的实现方式中，确定所述光伏发电端的下一时段内的预测发电量，包括：

12、获取训练好的薄云层光功率预测模型；所述薄云层光功率预测模型根据所述光伏发电端所处地区的历史云层情况和历史光伏出力情况训练得到；其中，所述历史云层情况包括：每个时段的薄云层移动速度、移动方向、光照强度以及薄云层相对太阳的夹角；所述历史光伏出力包括：每个时段的光伏发电量；

13、在当前时段，确定光伏发电端所在地区薄云层数据；所述薄云层数据包括：薄云层的移动速度、移动方向、光照强度以及薄云层与太阳的夹角；

14、将当前时段的薄云层数据输入到训练好的薄云层光功率预测模型，预测得到下一个时段的发电量。

15、在一种可能的实现方式中，所述弃光限电模式包括：

16、获取负荷端的功率调度指令；

17、当所述功率调度指令小于光伏发电端当前出力时，若功率调度指令与光伏发电端出力的差值小于储能设备的额定功率，则储能设备满功率充电；若功率调度指令与光伏发电端出力的差值不小于储能设备的额定功率，则则光伏发电端弃光限发；

18、当储能设备充满电时，储能设备停止充电，光伏发电端根据调度指令要求弃光限发。

19、在一种可能的实现方式中，所述切负荷限电模式包括：

20、采用梯度轮次策略切除负荷；所述梯度轮次策略为按照负荷级别从低到高的顺序，根据需要依次选择负荷切除。

21、在一种可能的实现方式中，所述调频模式包括一次调频策略和二次调频策略：

22、所述一次调频策略为：

23、当储能光伏离网型微电网的频率高于第一预设频率时，光伏电站需减少预设比例的出力，减少部分的出力向储能设备充电；

24、当储能光伏离网型微电网的频率低于第二预设频率且光伏电站处于限电模式时，光伏电站增加预设比例的出力，满足电网频率调整需要；

25、当储能光伏离网型微电网的频率低于第二预设频率且光伏电站处于限电模式时，储能设备向负荷放电，满足储能光伏离网型微电网频率调整需要；

26、所述二次调频策略为：

27、当所述一次调频策略持续预设时间后，下发自动发电控制agc指令以进行二次调频。

28、第二方面，本技术提供了一种针对薄云层扰动的储能光伏离网型微电网控制系统，所述储能光伏离网型微电网包括：光伏发电端、光伏发电端的储能设备以及负荷；所述光伏发电端位于薄云层天气的天数占比超出全年预设比例的地区；所述控制系统包括：

29、获取单元，用于获取根据光伏发电端所处区域上方的薄云层的移动情况预测得到的光伏发电端的下一时段内的预测发电量；

30、确定单元，用于确定所述储能设备的荷电状态；

31、控制单元，用于当所述荷电状态大于预设的荷电状态上限，以及光伏发电端当前时段的发电量小于所述预测发电量时，若所述储能光伏离网型微电网的扰动时间大于预设时长，则控制所述光伏发电端采用弃光限电模式工作；反之，控制光伏发电端采用调频模式工作；所述扰动时间包括：光伏发电端的薄云层扰动时间和负荷端的接入接出扰动时间；

32、所述控制单元，还用于当所述荷电状态小于预设的荷电状态下限，以及光伏发电端当前时段的发电量大于所述预测发电量时，若所述储能光伏离网型微电网的扰动时间大于预设时长，则控制所述光伏发电端采用切负荷模式工作；反之，控制所述光伏发电端采用调频模式工作。

33、在一种可能的实现方式中，所述确定单元，确定所述光伏发电端的下一时段内的预测发电量，包括：获取训练好的薄云层光功率预测模型；所述薄云层光功率预测模型根据所述光伏发电端所处地区的历史云层情况和历史光伏出力情况训练得到；其中，所述历史云层情况包括：每个时段的薄云层移动速度、移动方向、光照强度以及薄云层相对太阳的夹角等数据；所述历史光伏出力包括：每个时段的光伏发电量；在当前时段，确定光伏发电端所在地区薄云层数据；所述薄云层数据包括：薄云层的移动速度、移动方向、光照强度以及薄云层与太阳的夹角；以及将当前时段的薄云层数据输入到训练好的薄云层光功率预测模型，预测得到下一个时段的发电量。

34、第三方面，本技术提供一种电子设备，包括：至少一个存储器，用于存储程序；至少一个处理器，用于执行存储器存储的程序，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。

35、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，当计算机程序在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。

36、第五方面，本技术提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。

37、可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

38、总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

39、本技术提供一种针对薄云层扰动的微电网控制方法、系统及设备，通过监测光伏电站周边云层情况，若监测到薄云层且预测移动轨迹经过光伏电站，则根据历史云层情况预测该云层对电站出力的影响，其扰动差值即为储能电池控制输出值，根据预测扰动提前进行动作，使系统扰动调节过程更加平滑，对系统影响更小。

40、本技术提供一种针对薄云层扰动的微电网控制方法、系统及设备，在薄云层频繁的地域，可以减少储能设备的容量配置，之后采用本技术提供的方法能够考虑储能设备储能电荷、系统扰动情况及时调整微电网控制策略，避免离网系统面对薄云层这种短时小扰动频繁启停机，影响设备使用寿命，以适当减少离网型光伏微电网的储能容量配置，降低成本。通过本技术提供的方法能够充分发挥储能系统调峰调频、跟踪调度等应用功能；且能够准确的实现离网型微电网的频率控制，保证系统的稳定性。