1.本发明涉及配电技术的技术领域，尤其涉及一种基于分布式电源功率预测的柔性互联方法。
背景技术：2.在储能系统中，蓄电池以及超级电容的组合最为常见，蓄电池具有自身能量密度大，存储电能时间长的特性，而超级电容具有响应速度快，功率密度高的特性，两者特点相互补充，相互协调，使得在柔性互联系统更加稳定。单一的储能系统特点是技术相对成熟，但是在实际工程中效果并不理想，因为在现场实际尤其是带有新能源发电的系统中，不确定因素大大增加，单一的储能系统在特定条件下发挥出最大的优势，在其他情况下会不适用甚至会产生负面影响。因此混合储能系统在合理的控制策略下，既能够发挥出蓄电池和超级电容的优势，同时还能减少蓄电池的深度充放电刺激，降低储能设备的寿命损耗，以及实现直流母线电压的稳定和抑制柔性互联两端的功率波动。
3.相较于现有的柔性互联装置，本发明针对大规模新能源接入配电网，对新能源发电以及配电网上负载做出预测，通过柔性互联装置，将不同配电网进行柔性互联最大程度上保证配电网供电可靠性，同时由于柔性互联装置的直流侧连接有储能装置，对分布式新能源可以提供削峰填谷，保证新能源发电的最大利用效率以及减少投入大电网的新能源发电。
技术实现要素：4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有基于分布式电源功率预测的柔性互联方法存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明目的是提供一种基于分布式电源功率预测的柔性互联方法。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于分布式电源功率预测的柔性互联方法，包括，
8.采集分布式能源和配电网的用户耗能情况，判断配电网系统的运行稳定情况；
9.根据配电网实际情况，对相互连接的配电网网络进行调节；以及，
10.判断具体调节情况，进入相对应的控制模式，达到对配电网之间所需要的调节功率参数。
11.作为本发明所述基于分布式电源功率预测的柔性互联方法的一种优选方案，其中：设置柔性互联装置，并在两个配电网网络之间设置储能单元，并对相互连接的两个配电网网络进行能量的调节和平衡，并根据配电网是否过负荷进行判断。
12.作为本发明所述基于分布式电源功率预测的柔性互联方法的一种优选方案，其
中：若一侧配电网过负荷，一侧配电网欠负荷，则能量通过柔性互联装置，将欠负荷配电网上多余的能量传输到过负荷侧；若过负荷或欠负荷的能量单个配电网不足以补偿，则通过多个柔性互联装置将多条配电网进行互联。
13.作为本发明所述基于分布式电源功率预测的柔性互联方法的一种优选方案，其中：在柔性互联装置中，直流侧加入了储能单元，在柔性互联装置两侧的交流电网在不同的控制模式下，充当直流侧电源或直流负载。
14.作为本发明所述基于分布式电源功率预测的柔性互联方法的一种优选方案，其中：若两侧配电网都为欠负荷，则两侧的mmc均采取ac/dc控制，将两侧多余的配电网功率传输到直流侧，为储能单元进行充电，若中间储能单元无法对两侧配电网剩余能量进行消纳，则通过多个柔性互联装置对这两条配电网的剩余功率进行消纳。
15.作为本发明所述基于分布式电源功率预测的柔性互联方法的一种优选方案，其中：两侧配电网都为过负荷，则mmc将采取dc/ac控制，将中间储能单元的能量传输至配电网，用来补偿配电网上过负荷产生的能量缺口，若中间储能单元无法对两侧配电网同时进行功率的补偿，则通过其他柔性互联装置，将其他配电网上的多余功率进行补偿。
16.作为本发明所述基于分布式电源功率预测的柔性互联方法的一种优选方案，其中：分布式电源的功率预测通过天气预报数据与历史数据进行结合，与现有配电网上的数据进行配合，经过功率预测系统内进行预测，将所得的数据通过控制中心，分别对柔性互联装置进行控制方式的调整，确定mmc工作模式。
17.作为本发明所述基于分布式电源功率预测的柔性互联方法的一种优选方案，其中：所述柔性互连装置包括设置在直流侧相连的两个背靠背的vsc变换器。
18.本发明的有益效果：通过对区域内大规模分布式能源预测以及数据的集中处理，使得区域内整体的配电网有整体的把控，避免了由于通信，人员沟通存在误差等带来的安全隐患，统一地调配可提高分布式能源的使用效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
20.图1为本发明基于分布式电源功率预测的柔性互联方法的应用方案示意图。
21.图2为本发明基于分布式电源功率预测的柔性互联方法所述的柔性互联装置控制示意图。
22.图3为本发明基于分布式电源功率预测的柔性互联方法所述的储能装置的拓扑以及工作原理示意图。
23.图4为本发明基于分布式电源功率预测的柔性互联方法所述的输出功率转变为吸收功率的电流电压波形图。
24.图5为本发明基于分布式电源功率预测的柔性互联方法所述的直流侧两端的电流波形图。
具体实施方式
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
26.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
27.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
28.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
29.实施例1
30.参照图1-5，本发明公开了一种基于分布式电源功率预测的柔性互联方法，包括如下步骤：
31.本发明柔性互联装置的分布式能源预测系统的应用方案示意包括：天气预报数据采集、实时功率数据和气象数据、分布式电源功率预测系统、功率数据和气象数据采集程序以及控制中心。所述的预测系统位于区域内控制中心，数据来源于各个配电网以及配电网之间相互连接的柔性互联装置。
32.本发明柔性互联装置包括三种情况，在不同的配电网运行环境中互相连接，实现配电网与储能单元之间的柔性互联。
33.进一步的，上述系统中：
34.为了实现不同配电网中的功率平衡以及最大化使用新能源发电，在柔性互联装置中的直流侧安装了储能装置，相对于现有的直流储能装置，能够更加灵活的调配和使用储能装置内的能量。储能装置的拓扑以及工作原理如图2所示。
35.具体的，结合附图2对于上述控制策略的实现进行详细说明：
36.如图2所示，为本发明中储能装置的拓扑以及工作原理的示意图，图中，储能电池以及管理系统为最基础的单位，主要用于电能的存储和供应，管理系统则是用来保障储能电池高效合理的运用；为了保证所有储能电池尽可能的延长使用寿命，需要电池均衡系统的加入，保证储能电池充放电次数统一；电能管理则用来对整体的储能电池进行控制，保证配电网的稳定运行，同时电能管理给出功率参考值，mmc变流器通过给定的参考信号对子模块进行控制，实现不同配电网之间能量的柔性互联。
37.如图3所示，为本发明中的混合储能单元控制逻辑图，图中，为混合储能系统的三种充电工作模式。主要判断的依据是以不平衡电能δe，其中δe表示为柔性互联两端向中间储能单元发送的功率，即柔性互联两端无法消纳的过剩电量。以充电模式为例，解释以下三种工况：
38.工况一：蓄电池在额定容量进行工作，超级电容以最大容量工作，若此时不平衡电能大于储能系统可消纳的电能即为工况一。若此时蓄电池储能以到达额定储能量，则让蓄电池保持在额定储能量，以避免蓄电池过冲以及减少了其充电次数；同理超级电容也按照
此方式进行，在工况一下，超级电容投入频率大于蓄电池投入频率。
39.工况二：若此时不平衡电能不满足工况一，判断此时不平衡电能是否大于蓄电池自身额定容量值，若满足即为工况二。当不平衡电能大于蓄电池额定电能，则蓄电池工作在额定容量，剩余电能将储存在超级电容。
40.工况三：若此时不平衡电能不满足工况二，则为工况三，此时判断不平衡电能是否大于超级电容额定容量，若满足则超级电容工作在最大容量，若不满足在超级电容以δe进行工作。此时蓄电池处于不工作状态。
41.同样的在放电模式中也遵循相同的因素，即蓄电池不过冲、过放，蓄电池尽可能减少其开工次数，对于超级电容来说，其本身特性为使用寿命长，充放电循环次数多，故对其没有工作状态的限制。
42.本发明的柔性互联装置关键是新能源发电功率的预测以及柔性互联装置内部储能部分的使用，因此根据控制对象以及可能产生的一些运行状态进行分类控制：
43.一、一侧配电网欠负荷一侧配电网过负荷
44.在对两侧配电网功率进行预测后，若一侧配电网欠负荷多余的能量为q1一侧配电网过负荷缺少的能量为q2，则柔性互联装置将传输q1、q2中数值较低的能量从欠负荷侧流向过负荷侧，剩余欠缺或多余的能量将由直流侧储能装置负责吸收或提供。、
45.二、两侧配电网均过负荷
46.相似的若两侧配电网经过预测后均存在过负荷情况，则两侧欠缺的能量将都由直流侧储能提供，若直流储能不足以满足两侧配电网的需求，则需要配电网上另外与之相连的柔性互联装置提供更多的额外的能量，从而实现配电网功率的平衡。
47.三、两侧配电网均过负荷
48.同理当两侧配电网经过预测后均存在过负荷情况，则两侧剩余的能量将都向直流侧储能充电，若直流储能不足以满足消纳两侧配电网多余能量需求，则需要向配电网上另外与之相连的柔性互联装置消纳更多的额外的能量，从而实现配电网功率的平衡。
49.如图4和5所示，为本发明在matlab/simulink中对于双端柔性互联的仿真，系统在0.15s时双端功率进行交换，为系统稳定，参考值给定0.2s完成功率的转化。图4为由输出功率转变为吸收功率的电流电压波形，可以看到整体电压稳定，电流过渡平滑。图5为直流侧两端的电流，可以看出直流侧两端电流波动幅度较小，有利于混合储能系统对蓄电池以及超级电容的控制。
50.通过对区域内大规模分布式能源预测以及数据的集中处理，使得区域内整体的配电网有整体的把控，避免了由于通信，人员沟通存在误差等带来的安全隐患，统一地调配可提高分布式能源的使用效率。
51.并且可以改善电能质量。柔性互联装置采用的是背靠背结构的vsc，通过mmc可以输出指定量的有功和无功，平衡个配电网之间的负荷，提高电能质量。同时可以提高供电可靠性。柔性互联装置可以相互调节配电网之间负荷，当某条配电网发生故障或配电网变压器进行检修时，可以通过柔性互联装置对配电网上的重要负荷提供临时的供电，保证重要负荷不会受到影响。
52.进一步可以提高分布式能源本地消纳能力。由于是将分布式能源接入配电网中，当接入分布式能源的配电网上的新能源发电功率高于负荷功率的时候，可以通过柔性互联
装置，将多余的能量分配到其余的配电网上，防止新能源送到输电网，从而提高分布式新能源的本地消纳能力，还能提升储能单元应对含有新能源发电的柔性互联系统。单一的储能单元由于大量新能源并入电网，其间歇性、随机性以及波动性等缺点逐渐暴露，严重影响配网的电能质量，而混合储能单元结合了蓄电池以及超级电容各自的优缺点，有效保证了储能单元的可靠性以及经济性。
53.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
54.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
55.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
56.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
技术特征：1.一种基于分布式电源功率预测的柔性互联方法，其特征在于：包括，采集分布式能源和配电网的用户耗能情况，判断配电网系统的运行稳定情况；根据配电网实际情况，对相互连接的配电网网络进行调节；以及，判断具体调节情况，进入相对应的控制模式，达到对配电网之间所需要的调节功率参数。2.如权利要求1所述的基于分布式电源功率预测的柔性互联方法，其特征在于：设置柔性互联装置，并在两个配电网网络之间设置储能单元，并对相互连接的两个配电网网络进行能量的调节和平衡，并根据配电网是否过负荷进行判断。3.如权利要求2所述的基于分布式电源功率预测的柔性互联方法，其特征在于：若一侧配电网过负荷，一侧配电网欠负荷，则能量通过柔性互联装置，将欠负荷配电网上多余的能量传输到过负荷侧；若过负荷或欠负荷的能量单个配电网不足以补偿，则通过多个柔性互联装置将多条配电网进行互联。4.如权利要求1所述的基于分布式电源功率预测的柔性互联方法，其特征在于：在柔性互联装置中，直流侧加入了储能单元，在柔性互联装置两侧的交流电网在不同的控制模式下，充当直流侧电源或直流负载。5.如权利要求2或3所述的基于分布式电源功率预测的柔性互联方法，其特征在于：若两侧配电网都为欠负荷，则两侧的mmc均采取ac/dc控制，将两侧多余的配电网功率传输到直流侧，为储能单元进行充电，若中间储能单元无法对两侧配电网剩余能量进行消纳，则通过多个柔性互联装置对这两条配电网的剩余功率进行消纳。6.如权利要求5所述的基于分布式电源功率预测的柔性互联方法，其特征在于：两侧配电网都为过负荷，则mmc将采取dc/ac控制，将中间储能单元的能量传输至配电网，用来补偿配电网上过负荷产生的能量缺口，若中间储能单元无法对两侧配电网同时进行功率的补偿，则通过其他柔性互联装置，将其他配电网上的多余功率进行补偿。7.如权利要求2所述的基于分布式电源功率预测的柔性互联方法，其特征在于：分布式电源的功率预测通过天气预报数据与历史数据进行结合，与现有配电网上的数据进行配合，经过功率预测系统内进行预测，将所得的数据通过控制中心，分别对柔性互联装置进行控制方式的调整，确定mmc工作模式。8.如权利要求1所述的基于分布式电源功率预测的柔性互联方法，其特征在于：所述柔性互连装置包括设置在直流侧相连的两个背靠背的vsc变换器。
技术总结本发明公开了一种基于分布式电源功率预测的柔性互联方法，包括，采集分布式能源和配电网的用户耗能情况，判断配电网系统的运行稳定情况；根据配电网实际情况，对相互连接的配电网网络进行调节；以及，判断具体调节情况，进入相对应的控制模式，达到对配电网之间所需要的调节功率参数，通过对区域内大规模分布式能源预测以及数据的集中处理，使得区域内整体的配电网有整体的把控，避免了由于通信，人员沟通存在误差等带来的安全隐患，统一地调配可提高分布式能源的使用效率。高分布式能源的使用效率。高分布式能源的使用效率。
技术研发人员：李颖 李庆生 王永军 田雨 杨永祥 王磊 刘建华 吕波 刘峰 郝丽萍 陈青 宾峰 徐进 唐乾 任佳宽
受保护的技术使用者：贵州电网有限责任公司
技术研发日：2022.06.30
技术公布日：2022/11/1
