基于虚拟储能的电热微网联络线功率波动平抑方法
专利汇可以提供基于虚拟储能的电热微网联络线功率波动平抑方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于虚拟储能的电热微网联络线功率 波动 平抑方法，首先通过基于电热微网用户侧 建筑物 的蓄 热能 力 ，构建融合 热 泵 、 燃气轮机 、建筑物蓄能的虚拟储能系统模型；电热微网 能量 控制中心通过采集 可再生 能源 以及用户负荷的实时功率，综合考虑超级电容 荷电状态 以及虚拟储能系统状态，进而确定联络线目标功率，以实现微网联络线功率平滑目标，最后通过计算可控设备预出力并修正后，给出设备最终出力；本 发明 能够满足室温约束的同时对虚拟储能系统进行出力调控，同时配合超级电容充放电，将电热微网联络线波动功率在虚拟储能(热泵、微燃气轮机)与超级电容间进行分配，在提升分布式电源的消纳能力的同时优化能源综合利用效率。，下面是基于虚拟储能的电热微网联络线功率波动平抑方法专利的具体信息内容。
1.一种基于虚拟储能的电热微网联络线功率波动平抑方法，其特征在于，首先通过基于电热微网用户侧建筑物的蓄热能力，构建融合热泵、燃气轮机、建筑物蓄能的虚拟储能系统模型；电热微网能量控制中心通过采集可再生能源以及用户负荷的实时功率，综合考虑超级电容荷电状态以及虚拟储能系统状态，进而确定联络线目标功率，以实现微网联络线功率平滑目标，最后通过计算可控设备预出力并修正后，给出设备最终出力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的虚拟储能系统模型是指：基于热力学定律，t时刻虚拟储能系统的热平衡方程，具体为： 其中：Q为室内热量，
dQ/dt即为t时刻室内热量变化率，ρ为空气密度，C为空气比热容，V为室内空气容量，Tinside为室内温度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述的虚拟储能系统模型为：
其中：
QHP为热泵制热功率，QMT为微型燃气轮机制热功率，kwall、kwindow分别为墙体、窗体的传热系数；Swall、Swindow分别为墙体、窗体的面积；I(t)表示t时刻太阳辐射功率，kS为辐射系数，其取值与玻璃材质有关；微型燃气轮机制热功率QMT(t)＝γMT×ηheat×PMT(t)×COPMT，其中：γMT为微燃机热电比，ηheat为微燃机换热效率，COPMT为微燃机制热能效系数，微型燃气轮机制电功率PMT(t)＝Pgas(t)×ηMT，其中：Pgas(t)为t时刻注入微型燃气轮机的天然气功率，ηMT为微型燃气轮机发电效率；热泵制热功率QHP(t)＝CHP×ρHP×v(t)×ΔTHP，CHP为热泵工质比热，v(t)为t时段热泵工质流量，ρHP为工质密度，ΔTHP为热泵工质历经一个循环周期的前后温差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的微网联络线功率平滑目标是指：t时刻下实时电热微网联络线电功率Ptie-line与目标功率Ptie-line0的差值，即联络线功率波动，通过热泵、微型燃气轮机与超级电容共同平抑，具体为：Ptie-line(t)-Ptie-line0(t)＝PSC(t)+PHP(t)-PHP,N(t)-PMT(t)+PMT,N(t)＝PSC(t)+ΔPHP(t)-ΔPMT(t)，其中：ΔPHP为热泵参与平抑联络线波动的功率分量，PHP,N为热泵额定运行功率，ΔPMT为微型燃气轮机参与平抑联络线波动的功率分量，PMT,,N为微燃气轮机额定发电功率，t时刻下电热微网联络线电功率Ptie-line(t)＝PEL(t)+PHP(t)+PSC(t)-Pwind(t)-PPV(t)-PMT(t)，其中：Ptie-line为微网联络线功率且功率流入微网时数值为正，反之为负；PSC为超级电容充放电功率，充电为正，放电为负，Pwind为风力发电功率，PPV为光伏发电功率，PMT为微型燃气轮机制电功率，PHP为热泵用电功率，PEL为社区微网负荷用电功率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的t时刻下实时电热微网联络线电功率Ptie-line与目标功率Ptie-line0的差值，通过采用加权滑动平均滤波算法对联络线功率Ptie-line进行平滑，进而确定联络线目标功率Ptie-line0从而得到所述差值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述的加权滑动平均滤波算法具体为：当虚拟储能状态指标或超级电容储能指标较优时，其能量充放能力很强，相应增加滤波项数，提升功率波动平滑效果；当虚拟储能状态指标或超级电容储能指标较差时，相应减少滤波项数，降低波动平滑效果，以保证虚拟储能与超级电容处于合理状态，其中：t时刻滑动平均滤波项数N(t)＝(2-|SSC(t-1)×ST(t-1)|)×Nbase，Nbase为滑动平均滤波基数项，虚拟储能状态指标 超级电容储能指标 其中：
Tinside_max、Tinside_min分别为室温允许上、下限，超级电容在t时刻的荷电状态SOCSC(t)＝SOCSC(t-1)+PSC(t)/ESC，其中：ESC为超级电容总容量，SOCSC_max为超级电容荷电状态上限，SOCSC_min为超级电容荷电状态下限，超级电容荷电状态SOCSC须保持在[SOCSC_min,SOCSC_max]区间内。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，引入权重因子β(k)，使得该算法更侧重于邻近t时段的联络线功率，而相对削弱远离t时段的功率影响，该权重因子
其中：λ为权重趋势斜率，经加权滑动平均滤波算法处理后，
t时刻的联络线目标功率
8.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的计算可控设备预出力是指：根据热泵、微燃气轮机以及超级电容不同的功率响应速度，分别确定对应的低通滤波时间常数，波动功率经滤波后分别输出热泵、微燃气轮机以及超级电容的预出力分量，其依次为：
PSC_ref(t)＝Ptie-line(t)-Ptie-line0(t)-ΔPHP_ref(t)+ΔPMT_ref(t)，其中：Δt为系统采样时间间隔，联络线波动功率经热泵时间常数为λHP的低通滤波后，低频波动分量由热泵预出力分量ΔPHP_ref平抑；剩下的中高频波动经滤波时间常数为λMT的低通滤波后，中频波动分量由微燃气轮机预出力分量ΔPMT_ref平抑；余下的联络线高频波动成分则由超级电容预出力PSC_ref承担。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的修正是指：考虑热泵与微燃气轮机出力状态、超级电容荷电状态以及虚拟储能状态约束，基于设备状态映射表，引入设备修正系数对设备预出力进行实时修正，并确定其最终出力，具体包括：分别建立热泵、微燃机与超级电容的状态映射表以及热泵基于压缩机运行状态与虚拟储能状态指标；根据热泵状态映射表的作用下得到修正系数μHP(t)和预出力分量ΔPHP_ref经μHP(t)修正后输出热泵出力分量ΔPHP(t)＝[1+μHP(t)]×ΔPHP_ref(t)；根据虚拟储能状态指标与微燃机运行状态，在微燃机状态映射表的作用下得到修正系数μMT(t)，预出力分量ΔPMT_ref经μMT(t)修正后输出微燃机出力分量ΔPMT；根据自身荷电状态与联络线功率波动状态，在超级电容状态映射表的作用下得到修正系数μSC(t)，预出力分量PSC_ref(t)经过μSC(t)的修正，得到超级电容出力PSC(t)。
10.一种实现上述任一权利要求所述方法的系统，其特征在于，包括：联络线功率平滑控制模块、联络线功率平抑分配总模块、电热泵出力控制模块、微燃机出力控制模块和超级电容出力控制模块，其中：联络线功率平滑控制模块通过实时采集可再生能源出力与微网负荷功率信息，通过可变项数平滑滤波算法实时调整联络线功率控制目标，联络线功率平抑分频总模块基于联络线功率控制目标，通过两个低通滤波器对波动功率进行中高低频分频，滤波常数根据电热泵、微燃机与超级电容的电气响应特性选取，使各设备分别针对适当频率的波动进行平抑，联络线功率平抑分配总模块分别与电热泵出力控制模块、微燃机出力控制模块和超级电容出力控制模块相连并传输分频得到的低频波动功率信号、中频波动功率信号和高频波动功率信号，电热泵出力控制模块、微燃机出力控制模块和超级电容出力控制模块为确保各设备工作在正常状态，根据设备当前轻重载情况与荷电状态，各自通过模糊控制输出修正后的电热泵出力、微燃机出力和超级电容出力信号，分别控制相应设备出力并将信号汇集反馈回联络线功率平滑控制模块。
基于虚拟储能的电热微网联络线功率波动平抑方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
γMT为微燃机热电比，ηheat为微燃机换热效率，COPMT为微燃机制热能效系数，微型燃气轮机制电功率PMT(t)＝Pgas(t)×ηMT，其中：Pgas(t)为t时刻注入微型燃气轮机的天然气功率，ηMT为微型燃气轮机发电效率；热泵制热功率QHP(t)＝CHP×ρHP×v(t)×ΔTHP，CHP为热泵工质比热，v(t)为t时段热泵工质流量，ρHP为工质密度，ΔTHP为热泵工质历经一个循环周期的前后温差。
下限，超级电容在t时刻的荷电状态SOCSC(t)＝SOCSC(t-1)+PSC(t)/ESC，其中：ESC为超级电容总容量，SOCSC_max为超级电容荷电状态上限，SOCSC_min为超级电容荷电状态下限，超级电容荷电状态SOCSC须保持在[SOCSC_min,SOCSC_max]区间内。
(t)-Ptie-line0(t)-ΔPHP_ref(t)+ΔPMT_ref(t)，其中：Δt为系统采样时间间隔，联络线波动功率经热泵时间常数为λHP的低通滤波后，低频波动分量由热泵预出力分量ΔPHP_ref平抑；剩下的中高频波动经滤波时间常数为λMT的低通滤波后，中频波动分量由微燃气轮机预出力分量ΔPMT_ref平抑；余下的联络线高频波动成分则由超级电容预出力PSC_ref承担。
值。
0.1]，将输入参数xHP,2(t)划分为3个状态区间[-1，-0.5)、[-0.5，0.5]、(0.5，1]，因此xHP,1(t)与xHP,2(t)可映射出15种状态，每种状态分别对应于ΔμHP(t)的特定取值，热泵修正系数变化量ΔμHP(t)的取值集合为{-3μ0,-2μ0,-μ0,0,μ0,2μ0,3μ0}，μ0表示修正系数单位基变量，为固定常数。
平抑前 2.019 261.122
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