一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法与流程

本发明属于综合能源调控，具体为一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法。

背景技术：

1、油田中小型站场作为油气集输处理中枢及区域电力供应中心，既是高能耗单元(以天然气为主能源，碳排放量高)，也是污染物(如生产污水)排放重点区域。利用站场及周边闲置土地、屋面资源部署分布式光伏发电系统，并配置储能装置，形成光储微电网，是提升能源利用效率、降低碳排放的关键路径。该模式可实现传统能源与新能源结合，提高终端负荷消纳能力，推动油气生产向绿色低碳转型。

2、然而，在实际应用中，如何合理地匹配分布式光伏和电化学储能的容量，以便最大化清洁能源的利用，以及如何通过控制系统实现微电网的最优运行，仍然是一个挑战。目前，许多研究集中在单一的技术组件优化上，如光伏系统的效率提升或电池储能系统的性能优化，但对于油田中小型站场整个微电网系统如何在多个因素共同作用下实现最佳性能，还需要进行进一步的研究和探索。当前在电力系统能源配置技术领域，用户侧光储一体化系统全生命周期经济性评价及容量优化配置方法已得到关注。如中国专利申请cn119543220a提出了一种涵盖光伏发电系统、储能系统全生命周期经济性的评价模型，通过多目标评价函数和海象优化算法，实现用户侧光储一体化系统容量配置的优化。然而，其针对用户侧设计，仅基于全生命周期经济性评价优化配置，缺乏与动态调整光伏/储能配比的结合，无法精准抑制弃光或优化峰谷套利，难以适应油田站场波动需求。

3、因此，开发一种能够综合考虑多种因素的容量匹配及调控方法，对于推动分布式光储微电网技术在油田等特殊环境的应用具有重要意义。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法，以区域负荷消纳为中心，合理测算分布式光伏与分散式电化学储能的最优容量配比，结合微电网逆功率动态调控策略，实现光伏与储能的最优配比及系统稳定运行，有效提升清洁能源消纳效率、降低弃光率，满足油田站场低碳化、高效化的用能需求。

2、本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法，

4、容量匹配方法包括以下步骤：获取地区实时气象数据和历史负荷数据作为预测因数，并细化历史负荷数据颗粒度，设定储能规模及充放电功率，仿真分布式光伏实时出力和区域负荷实时功率的差值，结合储能存储电量，计算可实时消纳电量、存储转移电量和全年弃光电量；考虑经济评价期内的光伏老化，测算项目收益率，按照不同弃光率需求确定分布式光伏与分散式电化学储能最优容量配比；

5、区域微电网调控方法包括以下步骤：构建包含分布式光伏模块、工商业分散式电化学储能模块、区域负荷模块及微电网控制系统模块的调控系统，由所述最优容量配比确定调控系统规模；当日间光伏出力大于储能充电和负荷总量时，微电网控制系统模块根据区域负荷模块接入点逆功率信息通过通信信号调整分布式光伏模块出力；当储能放电大于负荷总量时，微电网控制系统模块根据区域负荷模块接入点逆功率信息通过通信信号调整工商业分散式电化学储能模块出力。

6、进一步的，所述项目收益率测算考虑以下收益：日内光伏消纳部分负荷并通过储能转存至夜间高峰释放；夜间谷时电通过储能存储并在日内平时和高峰释放；光伏出力弱时通过储能存储午间谷电和平电并在夜间高峰释放。

7、进一步的，所述分布式光伏模块、工商业分散式电化学储能模块、区域负荷模块及微电网控制系统模块的通信连接方式为：分布式光伏模块包括光伏逆变器、并网专用断路器、测控终端，光伏逆变器、并网专用断路器采用rs485与测控终端连接，测控终端采用4g接入微电网控制系统模块；工商业分散式电化学储能模块、区域负荷模块分别采用4g接入微电网控制系统模块；区域负荷模块分别采用rs485与分布式光伏模块、工商业分散式电化学储能模块连接。

8、进一步的，所述分布式光伏模块、工商业分散式电化学储能模块安装于光伏场地，微电网控制系统模块与区域变电站集成。

9、进一步的，所述微电网控制系统模块集成防逆流模块，抑制分布式光伏余电上网。

10、进一步的，微电网控制系统模块与微电网能源管理系统相连，微电网能源管理系统基于用电负荷侧与能源供给侧的能量数据，协调控制微电网控制系统模块，实现电网内部电量平衡与源荷互动。

11、进一步的，调控系统还包括柔性调控模块和气象电力预测模块，区域负荷模块与柔性调控模块之间通过防逆流模块连接，柔性调控模块采用rs485与分布式光伏模块连接，柔性调控模块与气象电力预测模块采用4g连接。

12、进一步的，所述气象电力预测模块获取网络地区历史和本地实时气象信息，为柔性调控模块提供算法数据以确定出力输出指令。

13、进一步的，分布式光伏模块采用双面双玻单晶硅n型光伏组件，发出电能直接接入油田变电站供电系统。

14、进一步的，工商业分散式电化学储能模块采用磷酸铁锂型电池，配置液冷储能预制舱结构，用以存储光伏发电超发电量。

15、本发明的有益效果包括：

16、基于历史负荷数据细化颗粒度及实时气象数据动态修正，最优容量配比可精确匹配油田站场负荷峰谷波动及光伏出力间歇性，避免光伏容量过剩导致弃光率升高或储能容量不足引发供电缺口，实现“源-储-荷”动态平衡。通过综合测算项目收益率及考虑光伏老化衰减，最优配比可平衡分布式光伏与储能的初期投资成本与长期运行收益，避免设备冗余或容量不足造成的经济性损失。依据最优容量确定的调控系统规模，使得调控系统规模中的各设备功率和容量都与实际的能源供需情况高度适配，当光伏出力大于负荷和储能充电需求时，系统中的设备在设计之初就考虑到了可能的盈余情况，系统中的各个模块在容量和性能上相互匹配，具备相应的调节能力，能在微电网控制系统模块的指令下快速调整出力，减少逆功率调节频次与幅度，降低系统控制复杂度，增强电网运行稳定性与供电可靠性。基于接入点逆功率实时监测，通过微电网控制系统模块动态调整光伏逆变器出力或储能充放电功率，有效抑制余电上网，解决油田站场“自发自用为主”的核心需求，提升微电网功率平衡能力与运行安全性。

17、集成防逆流模块、柔性调控模块及气象电力预测模块，结合4g/rs485通信架构，实现光储荷数据实时交互与策略联动，适应油田负荷波动特性，支持高频次、高精度的能量调度，推动高比例清洁能源本地消纳。采用磷酸铁锂液冷储能预制舱及双面双玻光伏组件，满足油田高温、高压、易燃环境下的安全储能与高效发电需求；通过峰谷电价差利用及多时段储能策略，挖掘储能经济价值，降低站场用电成本，助力低碳转型。微电网能源管理系统与控制系统模块协同，基于负荷侧与供给侧数据实现全局电量平衡与源荷互动，构建“光储荷”一体化智能调控体系，为油田中小型站场提供可复制的绿色低碳用能方案，促进能源供应结构转型升级。

1.一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法，其特征在于，所述项目收益率测算考虑以下收益：日内光伏消纳部分负荷并通过储能转存至夜间高峰释放；夜间谷时电通过储能存储并在日内平时和高峰释放；光伏出力弱时通过储能存储午间谷电和平电并在夜间高峰释放。

3.根据权利要求1所述的一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法，其特征在于，所述分布式光伏模块、工商业分散式电化学储能模块、区域负荷模块及微电网控制系统模块的通信连接方式为：分布式光伏模块包括光伏逆变器、并网专用断路器、测控终端，光伏逆变器、并网专用断路器采用rs485与测控终端连接，测控终端采用4g接入微电网控制系统模块；工商业分散式电化学储能模块、区域负荷模块分别采用4g接入微电网控制系统模块；区域负荷模块分别采用rs485与分布式光伏模块、工商业分散式电化学储能模块连接。

4.根据权利要求3所述的一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法，其特征在于，所述分布式光伏模块、工商业分散式电化学储能模块安装于光伏场地，微电网控制系统模块与区域变电站集成。

5.根据权利要求4所述的一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法，其特征在于，所述微电网控制系统模块集成防逆流模块，抑制分布式光伏余电上网。

6.根据权利要求5所述的一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法，其特征在于，微电网控制系统模块与微电网能源管理系统相连，微电网能源管理系统基于用电负荷侧与能源供给侧的能量数据，协调控制微电网控制系统模块，实现电网内部电量平衡与源荷互动。

7.根据权利要求5所述的一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法，其特征在于，调控系统还包括柔性调控模块和气象电力预测模块，区域负荷模块与柔性调控模块之间通过防逆流模块连接，柔性调控模块采用rs485与分布式光伏模块连接，柔性调控模块与气象电力预测模块采用4g连接。

8.根据权利要求7所述的一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法，其特征在于，所述气象电力预测模块获取网络地区历史和本地实时气象信息，为柔性调控模块提供算法数据以确定出力输出指令。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法，其特征在于，分布式光伏模块采用双面双玻单晶硅n型光伏组件，发出电能直接接入油田变电站供电系统。

10.根据权利要求1-8任一项所述的一种适用于油田分布式光储微电网的容量匹配及调控方法，其特征在于，工商业分散式电化学储能模块采用磷酸铁锂型电池，配置液冷储能预制舱结构，用以存储光伏发电超发电量。