[发明专利]一种平抑风电功率波动的储能系统协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风电储能系统，尤其是涉及一种平抑风电功率波动的储能系统协调控制方法。

背景技术

为了应对传统能源的快速消耗和日益严峻的环境问题，大力发展清洁能源成为了世界各国的战略选择。风能作为一种可再生、无污染、能量大、前景广的能源，在世界范围内得到了迅猛的发展。但由于风电输出功率具有很强的波动性、随机性，且风速预测存在一定的误差，因此大规模风电并网会给电力系统的安全稳定运行带来一系列的技术难题。为了更高效地利用可再生能源，在风能资源比较丰富的环境中，构建风储互补系统进行发电，可以提高系统供电的连续性、稳定性和可靠性。由于风能输入能量的不稳定性和间歇性大等特点，为提高风电场并网运行能力，提高风电输出功率稳定性，越来越多的研究采用储能技术对风机机组输出功率进行调控，使风电场效益最大化。对风电场功率进行出力波动的平抑时，在综合考虑系统成本、体积、重量基础上，需要储能系统兼具高功率密度、高能量密度、高循环寿命的特点。

储能平抑风功率波动基本控制思想是通过低通滤波器(LPF)的设计将风电功率的高频波动分量滤出，通常使用的低通滤波器主要有一阶低通滤波器和二阶低通滤波器。将通过低通滤波器滤出的高频波动分量作为储能系统用于平滑风电输出的参考功率，通过利用储能系统快速的吞吐高频波动分量，来达到平抑风电功率的目的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种通过对储能变流器进行功率分配来平滑并网点功率的平抑风电功率波动的储能系统协调控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种平抑风电功率波动的储能系统协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)设定风功率采样周期与储能控制周期T_c、低通滤波器LPF滤波时间常数T_s和并网点波动量限值W，W用于储能调节当前风功率SOC越限后并网点波动量约束控制环节，所述的T_c为LPF运算的执行周期和储能控制指令的下发周期；

(2)采集当前风电场风电功率P_w(n)和并网点功率P_g(n)，读取当前各储能变流器PCS所级联储能的充电状态SOC，n为当前周期数；

(3)对P_w(n)进行LPF运算，得到本周期内的平抑目标功率P_dest(n)；

(4)根据P_dest(n)计算储能功率P_(ess_cal)：

P_(ess_cal)＝P_dest(n)-P_w(n)；

(5)对P_(ess_cal)进行补偿量修正，得出修正后的储能功率P_ess；

(6)根据功率分配约束条件，将P_ess分配至各PCS；

(7)下发储能控制指令至各PCS；

(8)等待至下一个T_c的采样时刻时，返回步骤(2)。

所述的步骤(1)中，T_s和T_c满足T_s/T_c≥10。

所述的步骤(3)中，P_dest(n)计算方法为：

P_dest(n)＝[T_s/(T_c+T_s)]P_dest(n-1)+[T_c/(T_c+T_s)]P_w(n)

式中，P_dest(n-1)为上个周期内的平抑目标功率，初始时刻，P_dest(0)＝P_w(0)。

所述的步骤(5)中，所述的补偿量修正的参数包括控制延时补偿量△P_delay和储能充放电稳态误差量△P_b，所述的△P_delay计算方法为：

△P_delay＝-[(P_w(n)-P_w(n-1))/T_c]T_delay

式中，T_delay为系统控制延时；

所述的P_ess计算方法为：

P_ess＝P_(ess_cal)+△P_delay+△P_b

所述的△P_b通过对储能进行充放电测试获得。

所述的功率分配约束条件包括储能容量控制约束条件、PCS控制约束条件、储能SOC越限处理约束条件和并网点波动量约束条件。

所述的步骤(6)具体包括：

(6-1)令当前被分配功率的PCS为第i台PCS；

(6-2)初始化，令i＝1；

(6-3)根据储能容量控制约束条件，将未被分配的储能功率P_(ess_rest)中的一部分分配至当前PCS，当前PCS被分配到的储能功率为P'_ess(i)；

(6-4)根据PCS控制约束条件，对步骤(6-3)所得P'_ess(i)进行调整，得到P_ess(i)；