[发明专利]锂电池储能的风电场功率平滑控制方法及装置和工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于解决风电场功率输出波动和负荷需求的控制方法、装置和装置的工作方法，依据风电功率单位小时预测结果和负荷功率需求构造了动态参考有功电流，通过对电池储能系统有功电流的跟踪控制，最终实现风电场输出功率平滑控制目标的同时还能响应系统的功率平衡需求，属于改善风电场电能质量领域。

背景技术

风电场并网运行是实现风能大规模利用的有效方式，但风电场输出功率取决于风速，具有随机性和不可控性。随着高比例的风电机组接入电网，风电功率的波动更为明显，并且系统电力供应与负荷需求的矛盾更为突出，系统调峰和反调峰需求也在增加，这些必然会给电力系统的调度运行带来严峻考验。为了缓解电力系统的调峰、调频压力，提高风能利用率和风电场的经济效益，我国已经开发并安装了风电功率预测系统，目前各种时间尺度的预测均方根误差大约在20％左右。利用储能系统对风电场输出功率进行控制已成为近年来的研究热点。电池储能系统具有设置灵活、控制方便等特点，既可以实现风电的功率平滑控制，又能在一定程度上参与系统调峰任务。

发明内容

本发明的目的是针对上述背景提出一种锂电池储能的风电场功率平滑控制方法，平滑风电场输出功率波动同时还能响应系统的功率平衡需求。

本发明的技术方案是，首先从某风场单位小时功率预测结果出发，对风电场输出的有功功率和系统负荷需求进行分析，提出对锂电池的运行状况进行控制的指令，以达到平滑风场的功率波动同时并能满足系统功率平衡需求的目的；其次，采用PWM控制技术控制由全控型功率开关器件IGBT(IGBT为全控型功率开关器件，是组成变流器结构的基本单元，AC/DC中，6个IGBT组成的三相桥式逆变电路，DC/DC中，2个IGBT组成双向斩波电路)组成的AC/DC变流器以及双向斩波电路，从而实现了锂电池与系统之间的功率交换。

为了实现上述目的，本发明首先提供一种锂电池储能的风电场功率平滑控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A、统计待研究风电场单位小时的功率波动率，结合地区电网的调度要求，设定功率波动率β的值；

步骤B、在第一预测周期0～t₁内，利用风功率预测系统根据前一时段的实际功率和功率预测值对第一预测周期0～t₁进行功率预测得到该预测周期的功率预测值P_t1，根据功率波动率β的定义β＝(P_t1max-P_t1min)/P_t1，得到P_t1＝0.5(P_t1max+P_t1min)，则P_t1max＝(1+0.5β)P_t1，P_t1min＝(1-0.5β)P_t1，根据步骤A对β值的设定，计算出功率波动平滑上、下限P_t1max和P_t1min；

步骤C、采集风电场输出的有功功率P_g、锂电池的荷电状态SOC以及负荷需求P，设定SOC最大允许值SOC_max和最小允许值SOC_min；

步骤D、对采集到的数据进行分析，对P、P_g和SOC的大小进行判定，并通过判定的结果决定锂电池的运行状态，具体方法是：