[发明专利]考虑功率预测的储能电站优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率波动平抑领域，尤其涉及一种考虑功率预测的储能电站优化控制方法。 

背景技术

以风力发电为代表可再生能源具有间歇和随机性的固有属性，随着风力发电渗透率的持续提升，亟需增强当前电网对风电波动性的应对能力。储能电站能够实现能量的存储和释放，成为目前可能解决风电波动问题的重要方式之一。当前理论研究和示范工程中，通过配置一定容量比重的储能平抑其波动性，可平滑风功率输出。储能电站对于削弱间歇性能源的随机特性，提高风资源利用率具有重要意义，并成为提升大规模风电可调控能力的重要途径。 

目前现有的控制策略都是在既定模式下得到的控制策略，由于风电未来出力的不确定性，现有的控制策略可能无法应对复杂的风功率波动。随着超短期风功率预测水平的大幅提升，将其引入储能电站实时控制过程，为储能电站基于未来信息构建动态优化控制提供了可能。 

以具备一定应用和推广可行性的锂电池（Li-ion Battery，LiB）和全钒液流电池（VRB）作为储能电站的构成介质在当前诸多示范工程中获得应用，分析可知，LiB处于轻充轻放状态将显著提升其寿命，过充过放将严重影响其运行状态，应使LiB运行在限定荷电状态SOC区间内，且避免频繁充放电切换；VRB能量密度低，可快速充放转换并不受次数限制，且其荷电状态SOC限制较小，适合快速的较低能量的充放电切换。 

基于此，提出了考虑超短期功率预测的储能电站动态优化控制方法，分析影响储能电站的充放电切换次数等多种因素，利用风功率预测超前信息，构建有序充放电策略；进一步以荷电状态偏移量最小为目标构建优化控制模型，同时考虑充放电功率极值等约束，获取未来控制步长的动态控制策略。 

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种考虑功率预测的储能电站优化控制方法。 

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种考虑功率预测的储能电站优化控制方法，包括以下步骤： 

（1）确定储能电站充放电递进控制步长，并根据储能电站VRB和LiB的动作先后顺序构建基于主辅两层控制策略的储能电站充放电模型。 

（2）基于上述充放电模型，以储能电站荷电状态SOC运行状态最优为目标构建风电场储 能系统容量优化目标函数，并建立充放电功率约束条件和SOC约束条件。 

（3）在满足储能电站充放电模型控制策略的条件下，选用PSO算法对储能系统容量优化目标函数进行求解计算，获取储能电站最优充放电功率。 

所述步骤（1）中充放电递进控制步长的确定方法为： 

设定储能电站充放电各一次的时长为Δt，则以两次充放电时长2Δt为递进控制步长。 

所述步骤（1）中储能电站充放电模型为： 

当递进控制步长内的储能电站单次充电或放电区间的能量低于能量限值E_min时，VRB优先动作。 

当VRB的SOC不越限且VRB的充放功率P(t)满足P_{max-discha-VRB}<P(t)<P_max-cha-VRB时，VRB独立完成平抑功率波动；其中，P_max-cha-VRB和P_{max-discha-VRB}分别为VRB的最大充电功率和最大放电功率。 

当VRB功率不足或者其SOC越限时，启动LiB辅助平抑功率波动。 

所述储能电站充放电模型的具体运行模式为：