本发明涉及能源调控,尤其涉及光储直柔系统自适应控制方法、系统、设备和介质。
背景技术:
1、光储直柔(photovoltaic energy storage dc flexible,pedf)作为发展零碳能源系统的重要手段,有利于直接消纳风电和光电。其中,“光”和“储”分别指分布式光伏和分布式储能;“直”指低压直流配电网;“柔”则是指建筑柔性负荷,柔性负荷具有可灵活调度的特点,可以缓解供需矛盾、提高可再生能源利用率。
2、光储直柔系统利用直流母线连接光伏发电系统、储能系统和用电设备,并通过智能控制达到柔性调节的目的,使建筑从简单用电、被动节能,转变为绿色发电、灵活储电、高效用电,是新型建筑能源体系和零碳建筑发展的重要技术路线。
3、但现有的光储直柔系统自适应控制方法只考虑通过储能系统或并网变流器来抑制系统不平衡功率,或者在直流母线电压较低时切除一定负荷,没有充分利用可调节资源,导致光储直柔系统的调节效果差。
技术实现思路
1、本发明提供了一种光储直柔系统自适应控制方法、系统、设备和介质,解决了现有的光储直柔系统自适应控制方法只考虑通过储能系统或并网变流器来抑制系统不平衡功率,或者在直流母线电压较低时切除一定负荷,没有充分利用可调节资源,导致光储直柔系统的调节效果差的技术问题。
2、本发明提供的一种光储直柔系统自适应控制方法,应用于光储直柔系统,所述光储直柔系统包括光伏模块、储能模块、直流配电柜和储能变流器和直流电力弹簧;所述方法包括:
3、获取所述储能变流器、所述光伏模块、所述直流配电柜和所述储能模块的运行数据,分别生成变流器运行数据、光伏运行数据、直流配电柜用电数据和储能数据;
4、采用所述变流器运行数据进行运行模式识别,确定所述光储直柔系统对应的运行模式;
5、根据所述光伏运行数据进行功率预测,生成光伏功率预测值;
6、根据所述直流配电柜用电数据对可调负载的虚拟储能数据进行识别,生成虚拟储能数据;
7、基于所述储能数据、所述虚拟储能数据、所述光伏功率预测值和所述运行模式进行控制策略构建,生成所述光储直柔系统对应的自适应控制策略;
8、通过所述直流电力弹簧和所述储能模块执行所述自适应控制策略,生成所述光储直柔系统对应的自适应控制数据。
9、可选地,所述根据所述光伏运行数据进行功率预测,生成光伏功率预测值的步骤,包括:
10、采用所述光储直柔系统对应的历史气象数据构建时间序列模型,生成辐照度计算模型;
11、将所述光伏运行数据对应的气象数据输入所述辐照度计算模型进行辐照度计算,生成辐照度预测值;
12、计算所述辐照度预测值与所述光伏运行数据对应的辐照度之间的比值,生成辐照度比值;
13、计算所述辐照度比值与所述光伏运行数据对应的发电功率之间的乘积,生成光伏功率预测值。
14、可选地,所述直流配电柜用电数据包括可调负载类型和负载用电数据;所述根据所述直流配电柜用电数据对可调负载的虚拟储能数据进行识别,生成虚拟储能数据的步骤,包括:
15、按照所述可调负载类型分别对与所述直流配电柜连接的可调负载进行调节优先级排序,生成调节优先级序列;
16、按照所述负载用电数据分别对所述可调负载进行最大调节功率识别,生成所述可调负载对应的最大调节功率;
17、采用所述调节优先级序列和全部所述最大调节功率,构建虚拟储能数据。
18、可选地,所述采用所述变流器运行数据进行运行模式识别,确定所述光储直柔系统对应的运行模式的步骤,包括:
19、判断所述变流器运行数据是否为所述储能变流器按照设定功率运行;
20、若是,则所述光储直柔系统对应的运行模式为正常模式;
21、若否,则所述光储直柔系统对应的运行模式为主动支撑模式。
22、可选地,所述基于所述储能数据、所述虚拟储能数据、所述光伏功率预测值和所述运行模式进行控制策略构建,生成所述光储直柔系统对应的自适应控制策略的步骤,包括:
23、采用所述储能数据和所述虚拟储能数据构建约束条件,生成储能约束和虚拟储能约束;
24、当所述运行模式为正常模式,且所述光伏功率预测值为预设功率时,根据所述储能约束、所述虚拟储能约束和第一预设目标构建控制策略,生成所述光储直柔系统对应的自适应控制策略;
25、当所述运行模式为主动支撑模式时,基于所述光伏功率预测值、所述储能约束和所述虚拟储能约束构建控制策略,生成所述光储直柔系统对应的自适应控制策略。
26、可选地,所述当所述运行模式为正常模式,且所述光伏功率预测值为预设功率时,根据所述储能约束、所述虚拟储能约束和第一预设目标构建控制策略,生成所述光储直柔系统对应的自适应控制策略的步骤,包括:
27、当所述运行模式为正常模式,且所述光伏功率预测值为第一预设功率时,将第一预设控制模式作为第一目标控制模式;
28、采用所述运行模式对应的直流母线电压和线路电流进行控制功率计算,生成第一总目标控制功率;
29、按照所述储能约束、所述虚拟储能约束和第一预设目标,采用粒子群算法对预设初始分配比例进行优化,生成第一目标分配比例;
30、按照所述第一目标分配比例对所述第一总目标控制功率进行分配,生成第一储能目标功率和第一弹簧目标功率;
31、采用所述第一目标控制模式、所述第一储能目标功率和所述第一弹簧目标功率,构建所述光储直柔系统对应的自适应控制策略。
32、可选地,所述当所述运行模式为主动支撑模式时,基于所述光伏功率预测值、所述储能约束和所述虚拟储能约束构建控制策略,生成所述光储直柔系统对应的自适应控制策略的步骤,包括:
33、当所述运行模式为主动支撑模式时,判断所述光伏功率预测值是否在预设波动范围内;
34、若是,则将所述第一预设控制模式作为第二目标控制模式;
35、采用所述运行模式对应的直流母线电压和线路电流进行控制功率计算,生成第二总目标控制功率;
36、按照所述储能约束、所述虚拟储能约束和第二预设目标,采用粒子群算法对所述预设初始分配比例进行优化,生成第二目标分配比例;
37、按照所述第二目标分配比例对所述第二总目标控制功率进行分配,生成第二储能目标功率和第二弹簧目标功率;
38、采用所述第二目标控制模式、所述第二储能目标功率和所述第二弹簧目标功率,构建所述光储直柔系统对应的自适应控制策略;
39、若否,则将第二预设控制模式作为第三目标控制模式;
40、选取所述储能模块和所述直流电力弹簧中的最大控制功率作为第三储能目标功率和第三弹簧目标功率;
41、采用所述第三目标控制模式、所述第三储能目标功率和所述第三弹簧目标功率,构建所述光储直柔系统对应的自适应控制策略。
42、本发明还提供了一种光储直柔系统自适应控制系统,应用于光储直柔系统,所述光储直柔系统包括光伏模块、储能模块、直流配电柜和储能变流器和直流电力弹簧;所述系统包括:
43、数据获取模块,用于获取所述储能变流器、所述光伏模块、所述直流配电柜和所述储能模块的运行数据,分别生成变流器运行数据、光伏运行数据、直流配电柜用电数据和储能数据;
44、运行模式确定模块,用于采用所述变流器运行数据进行运行模式识别,确定所述光储直柔系统对应的运行模式;
45、光伏功率预测值生成模块,用于根据所述光伏运行数据进行功率预测,生成光伏功率预测值;
46、虚拟储能数据生成模块,用于根据所述直流配电柜用电数据对可调负载的虚拟储能数据进行识别,生成虚拟储能数据;
47、自适应控制策略生成模块,用于基于所述储能数据、所述虚拟储能数据、所述光伏功率预测值和所述运行模式进行控制策略构建,生成所述光储直柔系统对应的自适应控制策略;
48、自适应控制数据生成模块,用于通过所述直流电力弹簧和所述储能模块执行所述自适应控制策略,生成所述光储直柔系统对应的自适应控制数据。
49、本发明还提供了一种电子设备,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行实现如上述任一项光储直柔系统自适应控制方法的步骤。
50、本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被执行时实现如上述任一项光储直柔系统自适应控制方法。
51、从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:
52、本发明应用于光储直柔系统,通过获取储能变流器、光伏模块、直流配电柜和储能模块的运行数据,分别生成变流器运行数据、光伏运行数据、直流配电柜用电数据和储能数据。采用变流器运行数据进行运行模式识别,确定光储直柔系统对应的运行模式。基于光伏运行数据进行功率预测,生成光伏功率预测值。基于直流配电柜用电数据对可调负载的虚拟储能数据进行识别,生成虚拟储能数据。基于储能数据、虚拟储能数据、光伏功率预测值和运行模式进行控制策略构建,生成光储直柔系统对应的自适应控制策略。通过直流电力弹簧和储能模块执行自适应控制策略,生成光储直柔系统对应的自适应控制数据。解决了现有的光储直柔系统自适应控制方法只考虑通过储能系统或并网变流器来抑制系统不平衡功率,或者在直流母线电压较低时切除一定负荷,没有充分利用可调节资源,导致光储直柔系统的调节效果差的技术问题。通过使用直流电力弹簧和储能模块共同进行调节,同时计算出相应的控制策略使直流电力弹簧和储能模块之间相互配合,充分利用可调节资源,保证光储直柔系统的调节效果。
1.一种光储直柔系统自适应控制方法,其特征在于,应用于光储直柔系统,所述光储直柔系统包括光伏模块、储能模块、直流配电柜和储能变流器和直流电力弹簧;所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的光储直柔系统自适应控制方法,其特征在于,所述根据所述光伏运行数据进行功率预测,生成光伏功率预测值的步骤,包括:
3.根据权利要求1所述的光储直柔系统自适应控制方法,其特征在于,所述直流配电柜用电数据包括可调负载类型和负载用电数据;所述根据所述直流配电柜用电数据对可调负载的虚拟储能数据进行识别,生成虚拟储能数据的步骤,包括:
4.根据权利要求1所述的光储直柔系统自适应控制方法,其特征在于,所述采用所述变流器运行数据进行运行模式识别,确定所述光储直柔系统对应的运行模式的步骤,包括:
5.根据权利要求4所述的光储直柔系统自适应控制方法,其特征在于,所述基于所述储能数据、所述虚拟储能数据、所述光伏功率预测值和所述运行模式进行控制策略构建,生成所述光储直柔系统对应的自适应控制策略的步骤,包括:
6.根据权利要求5所述的光储直柔系统自适应控制方法,其特征在于,所述当所述运行模式为正常模式,且所述光伏功率预测值为预设功率时,根据所述储能约束、所述虚拟储能约束和第一预设目标构建控制策略,生成所述光储直柔系统对应的自适应控制策略的步骤,包括:
7.根据权利要求6所述的光储直柔系统自适应控制方法,其特征在于,所述当所述运行模式为主动支撑模式时,基于所述光伏功率预测值、所述储能约束和所述虚拟储能约束构建控制策略,生成所述光储直柔系统对应的自适应控制策略的步骤,包括:
8.一种光储直柔系统自适应控制系统,其特征在于,应用于光储直柔系统,所述光储直柔系统包括光伏模块、储能模块、直流配电柜和储能变流器和直流电力弹簧;所述系统包括:
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1至7任一项所述的光储直柔系统自适应控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至7任一项所述的光储直柔系统自适应控制方法。