[发明专利]风电爬坡率实时平抑方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及风电技术领域，特别涉及一种风电爬坡率实时平抑方法和系统。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，近年来得到了跨越式发展。然而由于风速的随机波动性，输出电能具有间歇性和不确定性，会对电网产生一定的冲击。因为储能具有动态吸收及释放能量的特征，多类型储能系统(Hybrid Energy Storage System，HESS)利用储能设备互补特性，能够适应风电场容量大，风电功率短周期变化频繁、长周期变化幅度较大的特点，可以满足多时间尺度功率平抑需求，是当前常用的平抑风电功率波动(风电爬坡率)的技术手段。电力系统中常用的储能技术主要有钠硫电池、液流电池、锂离子电池(Lithium-ion Battery，LB)、超级电容器(Ultra-capacitor，UC)和超导储能等。

目前，常规的储能出力分配控制策略主要是基于一阶低通滤波算法，该算法实现相对简单，运算速度较快，但因其本质是指数加权平均，难以跟踪风电功率的变化，易导致过补偿，因此，在一阶低通滤波算法的基础上，发展出两类算法：一类是保持滤波系数恒定，通过附加控制环节来实现控制目标，如基于一阶低通滤波，分别平抑长、短两个不同时间尺度的风功率波动，然而由于一阶滤波的滤波系数均为固定值，难以匹配风电爬坡率的变化，造成储能消耗更大；另一类是滤波系数可变，如研究超级电容器和铅酸蓄电池构成的多类型储能系统，两种储能出力控制对应的可变平滑滤波系数分别依据离线优化的两条曲线变化，然而其计算过程复杂，计算结果对硬件的依存度较高，灵活性较差，且无法实现在线控制。

综上所述，现有的用于风电爬坡率的平抑方法，准确性较低，导致对储能系统的储能损耗高。

发明内容

基于此，有必要针对现有平抑方法准确性较低，导致对储能系统的储能损耗高的问题，提供一种风电功率波动实时平抑方法和系统。

一种风电爬坡率实时平抑方法，包括如下步骤：

将风电爬坡率的平抑过程划分为计算时刻和非计算时段，其中，所述计算时刻为每隔一段时间的一个时间点，其余的时间为非计算时段；

在当前时刻属于计算时刻时，建立上一时间段储能系统代价最小值的优化函数模型及其约束条件，求解所述优化函数模型获得第一时间常数，根据第一时间常数更新一阶低通滤波器的第一滤波系数；

在当前时刻处于非计算时段时，获取上一个计算时刻的所述一阶低通滤波器的第一滤波系数作为当前一阶低通滤波器的第一滤波系数；

获取风电场的风电功率，根据所述第一滤波系数对所述风电功率的爬坡率进行实时平抑。

一种风电爬坡率实时平抑系统，包括：

时间划分模块，用于将风电爬坡率的平抑过程划分为计算时刻和非计算时段，其中，所述计算时刻为每隔一段时间取的一个时间点，其余的时间为非计算时段；

第一获取模块，用于在当前时刻属于计算时刻时，建立上一时间段储能系统代价最小值的优化函数模型及其约束条件，求解所述优化函数模型获得第一时间常数，根据第一时间常数更新一阶低通滤波器的第一滤波系数；

第二获取模块，用于在当前时刻处于非计算时段时，获取上一个计算时刻的所述一阶低通滤波器的第一滤波系数作为当前一阶低通滤波器的第一滤波系数；

爬坡率平抑模块，用于获取风电场的风电功率，根据所述第一滤波系数对所述风电功率的爬坡率进行实时平抑。

上述风电爬坡率实时平抑的方法和系统，首先将风电爬坡率的平抑过程划分为计算时刻和非计算时段，在计算时刻建立上一时间段储能系统代价最小值的优化函数模型及其约束条件，求解所述优化函数模型获得第一时间常数，根据第一时间常数更新滤波器的第一滤波系数；在非计算时段时以上一个计算时刻的滤波系数作为当前滤波器的第一滤波系数，用于对风电功率的爬坡率进行实时平抑。该方案能够通过及时调整第一滤波系数以匹配风电爬坡率的变化，提高风电爬坡率的平抑的准确性，由于每隔一段时间优化一次，无需时刻进行优化计算，优化方法便捷、灵活，降低了运算频率，从而降低了储能系统的储能损耗。

附图说明

图1为一种风储发电系统示意图；

图2为风电爬坡率实时平抑方法流程图；

图3为一个实施例的风电爬坡率实时平抑流程图；

图4为锂离子电池荷电状态自适应反馈控制规则示意图；

图5为一个实施例的风电爬坡率实时平抑系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的风电爬坡率实时平抑方法和系统的具体实施方式作详细的描述。