[发明专利]基于氢与电池混合储能改善跟踪光伏发电出力特性的方法

说明书

本发明公开了一种基于氢与电池混合储能改善跟踪光伏发电出力特性的方法，包括：S100，以短期光伏预测功率为依据制定次日光伏出力计划，并根据当日夜晚储能电池的SOC，修正次日光伏出力计划；S200，根据储能电池的SOC的大小，将调度模式分为主调度和协调调度，实时调度中根据储能电池SOC所处的荷电状态区间，选择不同的调度调度模式，对光伏计划出力进行跟踪。S300，次日的调度是以光伏出力计划为前提，按照调度模式控制氢电解槽与储能电池充放电。该方法能够自动在主调度方案和协调调度方案中灵活转换，实现对光伏计划出力的精确跟踪，减少光伏电站并网输入功率的波动，减轻系统机组调频的压力，提高光能利用率。

技术领域

本发明属于光伏发电与储能技术领域，具体涉及一种基于氢与电池混合储能改善跟踪光伏发电出力特性的方法。

背景技术

随着全球石油资源匮乏、温室效应、空气污染等问题的突出，各国极力提倡人们节能减排。光伏发电作为一种新能源发电技术，近年来受到了各国的重视，其装机规模也日益增大。但是光伏发电也有明显的缺点，因为其出力受天气因素、环境温度、光照强度等的影响较大，导致其出力具有间歇性、波动性的特点。大量的光伏并入电网将会对电网的频率、电能质量等造成严重的负面影响。基于光伏功率预测制定发电计划作为一种解决措施在一定程度上缓解了光伏发电对电网的冲击，但由于预测的不可预知性，导致光伏发电的预测出力与实际出力存在较大的差异。而储能电池不仅可以将电能储存，也可以作为电源将电能释放出来，利用其强大的吞吐特性可以有效地解决光伏并网对系统造成的影响问题，使得光伏发电也可以像常规电源一样并入电力系统。但考虑到储能电池的成本问题，其安装容量不宜过大。相较于储能电池，氢储能是一种优质廉价的大规模储能技术，且储能过程中无任何污染，且储存起来的氢气更加方便运输。2014年，国家能源局提出将氢储能作为解决弃风、弃光问题的新思路。因此，可以设计一种电池储能和氢储能相结合的综合储能系统，来达到将光伏电站中的波动光源转化为常规电源，从而实现光伏的极大利用。

利用储能技术跟踪光伏计划出力的主要思路是当光伏实际出力与计划出力不一致或者误差超过一定值时，启动储能系统，将多余的或者缺少的那部分功率补偿，从而实现光伏对电网的实际出力与计划出力一致的目标，这是最理想的跟踪效果。然而在实际应运中由于储能系统本身一系列的限制，会出现由储能系统并不能完全补偿的情况，当这种情况出现的次数越多时则意味着跟踪效果也越差。

目前关于储能技术改善光伏计划出力特性方法的研究，国内外的学者已经从储能容量配置、光伏电站经济最优等方面做了大量的工作，但是他们的研究大都集中在单一储能技术层面，极少有从多种混合储能技术相结合的方面进行研究的。并且在已有的研究方法中，尽管考虑了储能电池寿命与SOC的关系，但却未考虑储能电池能长时间发挥作用时的SOC限制，极有可能出现刚投入储能电池一小段时间后，储能电池因为SOC已过限值，被迫停运，导致光伏出力严重偏离光伏计划出力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于氢与电池混合储能改善跟踪光伏发电出力特性的方法，旨在精确跟踪光伏计划出力、提高储能电池运行的可靠性、减少弃光、降低因光伏并网造成系统调频的压力，为光伏电站的发展提供理论支持。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于氢与电池混合储能改善跟踪光伏发电出力特性的方法，包括：

S100，以短期光伏预测功率为依据制定次日光伏出力计划，并根据当日夜晚储能电池的SOC，修正次日光伏出力计划；

S200，根据储能电池的SOC的大小，将调度模式分为主调度和协调调度，实时调度中根据储能电池SOC所处的荷电状态区间，选择不同的调度调度模式，对光伏计划出力进行跟踪；

S300，次日的调度是以光伏出力计划为前提，按照调度模式控制氢电解槽与储能电池充放电。

作为本发明的进一步改进，修正次日光伏出力计划具体是指：