[发明专利]利用电池储能系统对风电功率进行自适应平滑处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于电力控制技术领域，尤其涉及一种利用电池储能系统对风电功率进行自适应平滑处理的方法。

背景技术

由于风电等新能源发电具有间歇性和波动性等特点，其大规模接入会给电网发电调度和调频调峰增加显著的困难，同时还会对系统稳定性以及电能质量等带来不利影响。因此，从电网安全经济运行的角度出发，大规模间歇式电源接入必须是可调度的，即有功功率和无功功率必须得到合理有效的控制，其输出功率波动应得到合理的平抑，风电功率在并网之前应进行平滑处理。

依靠大规模储能与大容量风力发电系统的结合是解决间歇性能源并网困难的重要研究方向。依靠电池储能系统来平滑风电功率，使风电这种间歇性、波动性很强的可再生能源向可控性能源转变，从而使电网对这种最接近规模化发展的能源调度变为可能。

利用一阶低通滤波器实现电池储能系统平滑风电功率已经成为常用的方法之一，它具有算法简单、工程上容易实现的特点。但是，该方法不能随着风电场和储能系统的工况实时地调整电池储能系统平滑风电功率的能力，存在一定的局限性。有专家提出用自适应滤波的方法，如名称为“基于储能电池荷电状态反馈的风电出力自适应平滑方法”，申请号为201110059831.2（公布号：CN 102163849A）的中国专利申请。该方法实现了依据电池储能系统的电池荷电状态（SOC）自适应地调整一阶低通滤波器的时间常数，起到了保护储能系统的作用。但是，该方法一方面只考虑到SOC的限制因素，没有考虑当前的波动情况，控制上不够全面；另一方面，在自适应算法上不具备普遍的适用性。

云模型控制是将人用自然语言值表达的控制经验通过定性规则，实现定性知识的推理与控制，它兼具随机性和模糊性的特点，且不要求给出被控对象的精确数学模型，这些条件符合了自适应平滑风电功率的需求，具备了能够实现风电与电池储能系统的自适应协调控制的能力。

云模型控制器由四类云发生器共同组成：(1)正向云发生器，从定性到定量的映射，根据云的三个数字特征（期望，熵，超熵）产生云滴的过程。(2)逆向云发生器，实现从定量值到定性概念转换的模型，它将一定数量的精确数据转换为以云的三个数字特征表示的定性概念。(3)前件云发生器是给定论域中一个特定的点，通过云发生器可以生成这个特定点属于某一个概念的分布；(4)后件云发生器是给定一确定度，通过云发生器可以生成论域中某个概念上满足这个确定的云滴的分布。

采用二维前件云发生器与一维后件云发生器构成双条件单规则云发生器，再由若干个双条件单规则云发生器组成双条件多规则云发生器，当某一输入激发各单规则发生器的前件时，每一个前件发生器便随机产生一组确定度，这些确定度又随机的刺激各规则后件发生器产生一组云滴，将所有产生的云滴通过逆向云发生器，再经过一个正向发生器即得最后的输出。上述方式构成了一个完整的二维云模型控制器。通过二维云模型控制器对一阶低通滤波器的滤波时间常数的控制，达到间接控制电池储能系统平滑风电的强弱。借助云模型在不确定性转换上的优势，最大限度地满足整个系统的自适应的要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种利用电池储能系统对风电功率进行自适应平滑处理的方法，通过对一阶低通滤波器的滤波时间常数的控制，间接控制电池储能系统，从而达到自适应平滑风电功率的目的。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是，一种利用电池储能系统对风电功率进行自适应平滑处理的方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：建立二维云模型控制器；

步骤2：采集上一时刻的并网功率P_gr(t-Δt)，当前时刻的风电功率P_wg(t)和电池储能系统的荷电状态SOC(t)；

步骤3：计算当前时刻的风电功率波动率其中P_m为风电场的装机容量；

步骤4：将当前时刻的风电功率波动率γ(t)和当前时刻的电池储能系统的荷电状态SOC(t)作为二维云模型控制器的输入数据代入到二维云模型控制器中，计算得出当前时刻的滤波时间常数τ(t)；

步骤5：通过一阶低通滤波器公式计算当前时刻的并网功率，通过公式P_bess(t)=P_wg(t)-P_gr(t)计算当前时刻的电池储能系统功率；其中，s为复变量；