微电网优化配置方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及微电网领域，更具体地，涉及微电网优化配置方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

微电网是由分布式发电、负荷、储能装置及控制装置构成的一个单一可控的独立发电系统。对大电网来说，微电网可视为大电网中的一个可控单元。微电网可以看作所述小型的电力系统，它具备完整的发、输、配电功能，可以实现局部的功率平衡与能量优化，又可以认为是配电网中的一个“虚拟”的电源或负荷。

微电网通过将储能技术与分布式发电相结合，解决了分布式发电不稳定且波动的问题，例如，风电、光伏等可再生能源发电出力具有不确定性的特点。如微电网要充分利用储能以及可再生能源，提高能源利用效率，则需要平衡两者并对其进行优化容量配置。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供，用于解决微电网的储能能源以及可再生能源的优化配置，从而提高微电网的能源利用率。

本发明采用的技术方案为：

一种微电网优化配置方法，所述方法包括：确定可再生能源的净出力功率，根据可再生能源的净出力功率确定微电网的供电模式；微电网的供电模式至少包括：仅可再生能源供电模式、可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式和仅大电网供电模式。

微电网的主要动力来源为可再生能源，通过确定可再生能源的净出力功率确定微电网的供电模式，由于微电网由分布式的可再生能源、储能装置构成，且微电网在电量不足时，即可再生能源或储能装置供电不足的情况下，可对微电网进行大电网的并网，因此供电模式会包括仅可再生能源供电模式、可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式，以及仅大电网供电模式。而在微电网的供电模式确定后，还需继续对后一时刻的可再生能源的净出力功率进行确定，从而对微电网的供电模式进行更新或维持。由于微电网的分布式可再生能源如风力或光伏发电的能源具有间歇性和随机性的特点，因此在供电过程中会出现不稳定的情况，通过确定可再生能源的净出力功率对微电网的供电模式进行及时切换，能够保证微电网的供电稳定，同时在可再生能源供电不足的情况下及时利用其它能源也保证了微电网内的能源得到充分利用。

进一步，根据可再生能源的净出力功率确定微电网的供电模式，具体为：判断可再生能源的净出力功率是否大于0，如是，则确定微电网的供电模式为仅可再生能源供电模式，如否，则确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式，或仅大电网供电模式。

进一步，确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式，或仅大电网供电模式，具体为：判断储能装置的剩余容量是否小于或等于最小剩余容量，如是，则确定微电网的供电模式为仅大电网供电模式，如否，则确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式。

在确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式或仅大电网供电模式之前，先判断储能装置的剩余容量是否已小于或等于最小剩余容量，如是，表明储能装置电量不足，且在已知可再生能源净出力小于0的情况下可得出微电网自身的供电量不足的结论，则需要选用仅大电网供电模式进行供电，借助大电网的供电保持微电网的供电稳定；如否，则表明储能装置仍存储有电量，但其电量是否满足可再生能源净出力在小于0的情况下与可再生能源共同供电满足微电网的需求，需要进一步对可再生能源与储能装置的电量和功率进行计算后才能确定，因此当储能装置的剩余容量大于最小剩余容量时，确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式。由于整个优化配置的方法会继续确定后续的可再生能源的净出力功率，如后续的可再生能源的净出力功率仍小于0，则继续判断后续的储能装置的剩余容量是否已小于或等于最小剩余容量并执行的操作，使后续的微电网供电模式得到维持或更新。

进一步，可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式包括可再生能源与大电网共同供电模式，以及可再生能源与储能装置共同供电模式；确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式，具体为：判断可再生能源与储能装置的净出力功率之和是否大于0，如是，则确定微电网的供电模式为可再生能源与储能装置共同供电模式，如否，则确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网共同供电模式。

在确定选用微电网的供电模式为可再生能源与大电网共同供电模式，或可再生能源与储能装置共同供电模式之前，先判断可再生能源与储能装置的净出力功率之和是否大于0，如是，则表明依靠可再生能源与储能装置的总电量足以为整个微电网进行供电，则结合两者进行供电，保持微电网的稳定；如否，则表明两者的共同出力无法满足微电网的稳定供电，因此需将可再生能源与大电网并网供电，采用可再生能源与大电网供电模式，并对储能装置进行充电，在后续对微电网的维持和更新的过程中，当储能装置的电量满足与可再生能源的净出力功率之和大于0时，则采用可再生能源与储能装置共同供电模式，由于大电网为微电网供电时会存在交换功率和交换电量的限制，因此当储能装置与可再生能源的电量能够为微电网稳定时，优先选择该模式进行供电。

进一步，确定微电网的供电模式为仅可再生能源供电模式之后，还判断储能装置的剩余容量是否大于或等于最大剩余容量，如否，则在仅可再生能源供电模式下对储能装置进行充电。

当判断可再生能源的净出力功率之和大于0后，确定微电网的供电模式为仅可再生能源供电模式，同时，还判断储能装置的剩余容量是否大于或等于最大剩余容量，如否，则在可再生能源能够满足微电网的稳定供电的情况下，对储能装置进行充电，使在后续的微电网供电模式维持或更新时不能够仅依靠可再生能源进行供电的情况下，能够优先使用可再生能源与储能装置共同供电的模式。

本发明采用的技术方案还为：

一种微电网优化配置的装置，包括：数据处理模块，用于确定可再生能源的净出力功率，根据可再生能源的净出力功率确定微电网的供电模式；微电网的供电模式至少包括：仅可再生能源供电模式、可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式和仅大电网供电模式。

进一步，数据处理模块用于根据可再生能源的净出力功率确定微电网的供电模式，具体为：数据处理模块用于判断可再生能源的净出力功率是否大于0，如是，则确定微电网的供电模式为仅可再生能源供电模式，如否，则确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式，或仅大电网供电模式。

进一步，数据处理模块用于确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式，或仅大电网供电模式，具体为：数据处理模块用于判断储能装置的剩余容量是否小于或等于最小剩余容量，如是，则确定微电网的供电模式为仅大电网供电模式，如否，则确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的微电网优化配置的方法。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的数据处理方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)由于微电网的分布式可再生能源如风力或光伏发电的能源具有间歇性和随机性的特点，因此在供电过程中会出现不稳定的情况，通过确定可再生能源的净出力功率对微电网的供电模式进行及时切换，能够保证微电网的供电稳定，同时在可再生能源供电不足的情况下及时利用其它能源也保证了微电网内的能源得到充分利用；

(2)在仅可再生能源供电模式以及可再生能源与大电网共同供电模式下，同时对储能装置进行充电，使后续在储能装置电量充足时，能够尽快将可再生能源与大电网共同供电模式切换至可再生能源与储能装置共同供电模式，避免与大电网并网时出现交换电量或交换功率超出限制的问题。

附图说明

图1为本发明的步骤S1～S233的流程示意图。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种微电网优化配置方法，所述方法包括：

S1：确定可再生能源的净出力功率；

S2：根据可再生能源的净出力功率确定微电网的供电模式；

微电网的供电模式至少包括：仅可再生能源供电模式、可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式和仅大电网供电模式。

微电网的主要动力来源为可再生能源，如风力发电、光伏发电等，通过确定可再生能源的净出力功率确定微电网的供电模式，由于微电网由分布式的可再生能源、储能装置构成，且微电网在电量不足时，即可再生能源或储能装置供电不足的情况下，可对微电网进行大电网的并网，因此供电模式会包括仅可再生能源供电模式、可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式，以及仅大电网供电模式。具体地，可再生能源的净出力功率一般通过可再生能源的出力功率与负荷的功率之间的差值进行确定，具体的计算公式为：P＝P

在微电网的供电模式确定后，还需继续对后一时刻的可再生能源的净出力功率进行确定，即在固定的时间间隔重新执行步骤S1，从而对微电网的供电模式进行更新或维持当前模式。由于微电网的分布式可再生能源如风力或光伏发电的能源具有间歇性和随机性的特点，因此在供电过程中会出现不稳定的情况，通过确定可再生能源的净出力功率对微电网的供电模式进行及时切换，能够保证微电网的供电稳定，同时在可再生能源供电不足的情况下及时利用其它能源也保证了微电网内的能源得到充分利用。

进一步，步骤S2的具体执行过程为：

S21：判断可再生能源的净出力功率是否大于0，如是，执行步骤S22；如否，执行步骤S23；

S22：确定微电网的供电模式为仅可再生能源供电模式；

S23：确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式，或仅大电网供电模式。

由于涉及了可再生能源与大电网之间的并网，因此需要限制微电网与大电网之间的交换电量和交换功率，则微电网系统的初始功率也会取决于预测的负荷功率、可再生能源的输出功率以及交换功率限制，具体的计算公式为：P

优选地，步骤S22的具体执行过程为：

S22：确定微电网的供电模式为仅可再生能源供电模式，并判断储能装置的剩余容量是否大于或等于最大剩余容量，如是，则不作任何操作；如否，则在仅可再生能源供电模式下对储能装置进行充电。

在步骤S22中，确定微电网的供电模式为仅可再生能源供电模式的同时，还判断储能装置的剩余容量是否大于或等于最大剩余容量，最大剩余容量为预设值，如否，则在可再生能源能够满足微电网的稳定供电的情况下，对储能装置进行充电，使在后续的微电网供电模式维持或更新时不能够仅依靠可再生能源进行供电的情况下，能够优先使用可再生能源与储能装置共同供电的模式。

基于上一进一步方案，步骤S23的具体执行过程为：

S231：判断储能装置的剩余容量是否小于或等于最小剩余容量，如是，执行步骤S232；如否，执行步骤S233；

S232：确定微电网的供电模式为仅大电网供电模式；

S233：确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式。

进一步，可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式包括可再生能源与大电网共同供电模式，以及可再生能源与储能装置共同供电模式；

基于上一进一步方案，步骤S233的具体执行过程为：

S2331：判断可再生能源与储能装置的净出力功率之和是否大于0，如是，执行步骤S2332；如否，执行步骤S2333；

S2332：确定微电网的供电模式为可再生能源与储能装置共同供电模式；

S2333：确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网共同供电模式；

在步骤S23中确定选用微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式或仅大电网供电模式，具体是通过步骤S231判断储能装置的剩余容量是否已小于或等于最小剩余容量，最小剩余容量为预设值，如是，执行步骤S232，表明储能装置电量不足，且在步骤S21中已知可再生能源净出力小于0的情况下可得出微电网自身的供电量不足的结论，则需要选用仅大电网供电模式进行供电，借助大电网的供电保持微电网的供电稳定；如否，执行步骤S233，表明储能装置仍存储有电量，但其电量是否满足可再生能源净出力在小于0的情况下与可再生能源共同供电满足微电网的需求，需要进一步对可再生能源与储能装置的电量和功率进行计算后才能确定，因此当储能装置的剩余容量大于最小剩余容量时，确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式。

由于整个优化配置的方法会继续确定后续的可再生能源的净出力功率，如后续的可再生能源的净出力功率仍小于0，则继续判断后续的储能装置的剩余容量是否已小于或等于最小剩余容量并执行的操作，使后续的微电网供电模式得到维持或更新。

在步骤S233中确定选用微电网的供电模式为可再生能源与大电网共同供电模式，或可再生能源与储能装置共同供电模式，是通过步骤S2331判断可再生能源与储能装置的净出力功率之和是否大于0，如是，执行步骤S2332，表明依靠可再生能源与储能装置的总电量足以为整个微电网进行供电，则结合两者进行供电，保持微电网的稳定；如否，执行步骤S2333，表明两者的共同出力无法满足微电网的稳定供电，因此需将可再生能源与大电网并网供电，采用可再生能源与大电网共同供电模式，优选地，需同时对储能装置进行充电，以保证在后续对微电网的维持和更新的过程中，当储能装置的电量满足与可再生能源的净出力功率之和大于0时，可立即采用可再生能源与储能装置共同供电模式，由于大电网为微电网供电时会存在交换功率和交换电量的限制，因此当储能装置与可再生能源的电量能够为微电网稳定时，优先选择该模式进行供电。

如执行了步骤S2333即采用可再生能源与大电网共同供电模式，则需要实时统计微电网与大电网的交换电量，按照预设的交换电量约束进行比较，若不满足交换电量约束条件，则通过调整微电网系统的电量使其满足约束条件，具体调整的方式是，由于微电网系统的初始容量C

本实施例提供的微电网优化配置方法，首先执行步骤S1确定可再生能源的净出力功率，执行步骤S21判断步骤S1确定的可再生能源的净出力功率是否大于0，如是则执行步骤S22确定微电网的供电模式为仅可再生能源供电模式，在该模式下，微电网仅由可再生能源进行供电，在这一过程中，判断储能装置的剩余容量是否大于或等于最大剩余容量，如否，则在仅可再生能源供电模式下对储能装置进行充电；如否则执行步骤S231判断储能装置的剩余容量是否小于或等于最小剩余容量，如是则执行步骤S232确定微电网的供电模式为仅大电网供电模式，如否则执行步骤S2331判断可再生能源与储能装置的净出力功率之和是否大于0，如是则执行步骤S2332确定微电网的供电模式为可再生能源与储能装置共同供电模式，如否则执行步骤S2333确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网共同供电模式，在该模式以及步骤S232确定的仅大电网供电模式下，需要实时统计微电网与大电网的交换电量，按照预设的交换电量约束进行比较，若不满足交换电量约束条件，则通过调整微电网系统的电量使其满足约束条件。在微电网的供电模式确定后，还需继续对后一时刻的可再生能源的净出力功率进行确定，即在固定的时间间隔重新执行步骤S1并对应执行相应的后续步骤，从而对微电网的供电模式进行更新或维持当前模式，实现对微电网的电力资源的优化配置，提高能源的利用率。

基于与上述微电网优化配置方法相同的思想，本实施例还提供微电网优化配置装置，包括：数据处理模块，用于确定可再生能源的净出力功率，根据可再生能源的净出力功率确定微电网的供电模式；微电网的供电模式至少包括：仅可再生能源供电模式、可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式和仅大电网供电模式。

进一步，数据处理模块用于根据所述可再生能源的净出力功率确定微电网的供电模式，具体为：数据处理模块用于判断所述可再生能源的净出力功率是否大于0，如是，则确定微电网的供电模式为仅可再生能源供电模式，如否，则确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式，或仅大电网供电模式。

进一步，数据处理模块用于确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式，或仅大电网供电模式，具体为：数据处理模块用于判断储能装置的剩余容量是否小于或等于最小剩余容量，如是，则确定微电网的供电模式为仅大电网供电模式，如否，则确定微电网的供电模式为可再生能源与大电网或储能装置共同供电模式。

上述示例的微电网优化配置装置的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本实施例前述的视频编码控制方法基于同一构思，其原理和所带来的技术效果与前述的微电网优化配置方法相同，具体内容可参见方法实施方式的叙述，此处不再赘述。

基于与上述微电网优化配置方法相同的思想，本实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述微电网优化配置方法。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所提及的任一种数据处理方法。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。