[发明专利]一种平滑风电场功率波动的蓄电池充放电控制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种通过对蓄电池的充放电控制来实现减小风电场功率波动幅度，平滑风电场功率波动的控制方法，属于风力发电控制的技术领域。

背景技术：

风力发电及其他可再生能源发电受季节、气候影响，所发出的功率波动幅度往往很大，对并网电力系统会造成电能质量、调频及稳定方面的一系列的问题。出于电网安全运行与控制的要求和需要，风电场应具有平滑的功率输出。储能装置是人们首先可以想到的平滑风电场功率输出波动的理想设备。随着电池储能技术的发展以及蓄电池的不受地域限制的特点，它在电力系统中有着广泛的应用前景。

蓄电池控制技术是实现其作用效果的关键。目前，蓄电池大多采用晶闸管移相控制技术。该技术通过对晶闸管的相控整流来实现蓄电池的充电控制，当蓄电池放电时，通过电子开关将蓄电池反接，同时通过移相使晶闸管电路工作在有源逆变状态，实现蓄电池放电，将电能回馈到电网。采用该技术对蓄电池充放电时，交流侧的电流畸变严重，因而向电网注入了大量的谐波和产生较大的无功损耗，对电网造成了严重的“污染”。

发明内容

发明目的：

本发明的目的是针对上述背景技术的缺陷，提供一种平滑风电场功率波动的蓄电池充放电控制方法，平滑风场输出功率的波动，同时减少变流器的无功损耗。

技术方案：

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种平滑风电场功率波动的蓄电池充放电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A、通过数据采集装置采集得到风电场输出的有功功率P和蓄电池的荷电状态soc，其中蓄电池的荷电状态soc＝Q_t/Q_b，Q_t为蓄电池的剩余容量，Q_b为标称容量；

步骤B、对采集到的数据进行分析：

(1)，当P_min≤P≤P_max时，蓄电池退出运行；当P＜P_min或P＞P_max时，进入下一步；其中，P_max为电网允许风电场输出功率波动的上限值，P_min为电网允许风电场输出功率波动的下限值；

(2)，当soc_min≤soc≤1时，蓄电池投入运行；当soc＞1或者soc＜soc_min时，蓄电池退出运行；其中soc_min为蓄电池最小荷电状态值；

(3)、在蓄电池投入运行的情况下，当风电场输出的有功功率P＜P_min时，蓄电池发出的功率为P_min-P；当P＞P_max时，蓄电池吸收的功率为P-P_max；在蓄电池退出运行的情况下，断路器断开，并且变流器各触发脉冲置零；

步骤C、蓄电池投入运行时，变流器采用直接电流控制，将交流侧的三相电压、电流分别通过坐标变换器转换为d、q分量，即U_d和U_q、I_d和I_q；其中U_d为d轴电压，U_q为q轴电压，I_d为有功电流，蓄电池有功功率P_I＝1.5U_dI_d；I_q为无功电流，蓄电池无功功率Q_I＝-1.5U_dI_q；

步骤D、当蓄电池充电时，以I_dref＝(P-P_max)/1.5U_d作为有功电流I_d的参考值，其中I_dref为正值；当蓄电池放电时，I_dref＝(P-P_min)/1.5U_d作为有功电流I_d的参考值，其中I_dref为负值；I_qref＝0作为无功电流I_q的参考值，前述I_dref和I_qref分别为I_d、I_q的参考值；