[发明专利]抑制可再生能源输出功率波动的电池储能系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明是一种抑制可再生能源输出功率波动的电池储能系统的控制方法，特别是一种基于电池储能系统的荷电状态(SOC)和可变滤波时间常数的储能控制方法，属于分布式发电供能技术领域。

背景技术

可再生能源发电技术，如光伏发电和风力发电以其无污染、可再生、分布广等优点，受到了越来越多的关注。然而，可再生能源发电具有波动性大、随机性强的特点。因此，就地配置一定容量的储能系统，可以有效抑制可再生能源发电输出功率的波动，提高电网接纳可再生能源发电的能力。

目前国内外学者提出的储能系统的控制策略主要有两种：

1)其一为基本滤波控制方法。此方法以基本滤波原理为基础，采用定滤波时间常数的低通滤波器对可再生能源的功率信号进行处理，以得到其目标值，再利用储能系统的充放电控制补偿可再生能源输出功率目标值与测量值之间的差值。

2)其二为电池储能系统的荷电状态(SOC)反馈控制方法。电池储能系统的荷电状态(SOC)是指电池的实时的剩余电能。此方法在基本滤波控制方法的基础上，引入了SOC反馈环节，直接对储能系统的输出功率值进行修改，以使电池的SOC值稳定在一定的范围内。

第一种控制策略中储能系统能很好的抑制可再生能源的波动，但是滤波器的时间常数为单一定值，在储能系统的容量一定时容易造成电池储能系统的过充过放，从而使电池退出运行，导致可再生能源输出功率出现较大波动；第二种控制策略中，引入了SOC反馈环节，在抑制可再生能源输出功率波动的同时，有效地避免了电池的过充过放，延长了电池的使用寿命，但是由SOC反馈环节得到的修正量直接对储能系统的输出功率值进行修正，影响了可再生能源输出功率的平滑效果。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种在抑制可再生能源输出功率波动的同时，有效地避免了电池的过充过放，维持了电池储能系统的稳定运行，延长了电池的使用寿命的抑制可再生能源输出功率波动的电池储能系统的控制方法。

本发明的技术方案是：抑制可再生能源输出功率波动的电池储能系统的控制方法，其特征在于该控制方法基于低通滤波原理，通过一阶巴特沃兹低通滤波器对可再生能源输出功率值进行滤波，得到可再生能源输出功率目标值，利用电池储能系统的充放电控制补偿可再生能源输出功率目标值与测量值之间的差值，从而达到抑制可再生能源输出功率波动的目的。

上述采用的一阶巴特沃兹低通滤波器的滤波时间常数，要根据可再生能源输出功率的频谱分析结果和储能系统的容量进行选择，首先对可再生能源典型输出功率曲线进行快速傅里叶变换得到其频谱，根据电池储能系统所要补偿的功率波动成分的频率，设计滤波时间常数，同时还要综合考虑电池储能系统的容量。

上述控制方法需要对电池储能系统的荷电状态(SOC)值进行分档，当电池储能系统的荷电状态(SOC)值在运行限值范围内时，储能系统采用定滤波时间常数控制；当电池储能系统的荷电状态(SOC)值超过运行限值时，储能系统采用可变滤波时间常数控制，电池储能系统的荷电状态(SOC)是指电池的实时的剩余电能，电池管理系统(BMS)负责对电池的信息进行采集和处理，并通过电池的充放电电流和时间计算出电池的实时荷电状态。请教：前面内容没有出现电池管理系统(BMS)，电池管理系统(BMS)是属于电池储能系统的吗？(我认为BMS属于电池储能系统——于波)

上述控制方法根据电池储能系统的荷电状态(SOC)对滤波时间常数进行调整，在抑制可再生能源输出功率波动的同时，避免了电池的过充过放，延长了电池的寿命，通过对基于滤波原理的储能系统输出功率的传递函数进行分析，得储能系统输出功率值与滤波时间常数的关系；根据电池储能系统的荷电状态(SOC)的反馈值，通过调整滤波时间常数，间接地改变储能系统的输出功率值，从而使电池储能系统的荷电状态(SOC)值稳定在一定的范围内。

上述控制方法以滤波原理为基础，通过储能系统的充放电控制，补偿可再生能源输出功率某一特定频段的波动成分。

上述控制方法所采用的滤波器的滤波时间常数，要在储能系统容量允许的条件下，通过对再生能源输出功率进行频谱分析来进行选择。

上述控制方法通过电池管理系统(BMS)所提供电池储能系统的荷电状态(SOC)值，根据储能系统输出功率值的大小与滤波时间常数之间的关系，实时地调整滤波时间常数的大小，从而使电池储能系统的荷电状态(SOC)值稳定在一定的范围内。