[发明专利]用于平抑风力发电功率波动的混合储能控制方法及系统

说明书

本发明涉及用于平抑风力发电功率波动的混合储能控制方法及系统，利用零相移低通滤波器来检测并网的目标功率，和动态分配超级电容和全钒液流电池的功率，相比一阶低通滤波器而言，分解后得到的低、中、高频功率的耦合量很少，分辨率很高，储能装置工作在各自的充放电频率范围内，减小了充放电功率的大小，对于改良储能装置的容量，提高储能装置的使用寿命具有重要意义。同时，直驱风电发出的有功功率，在混合储能系统的平抑下，无论是在最大功率追踪下还是在限功率控制模式下都能平滑的并入电网，实现了直驱风机能够响应电网调度指令的有功功率控制。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体的说是用于平抑风力发电功率波动的 混合储能控制方法及系统。

背景技术

由于气候与地理环境等因素的影响，风电出力具有随机性、间歇性，由于 风电波动波动功率中包含有高频、中频和低频的混合功率，如果没有经过处理， 大规模的风电直接并入电网中进行使用，容易造成风电功率波动，进而对电网 产生电能质量、电压稳定以及电网调度等影响，成为了制约风电场装机容量的 主要因素之一。发展迅速的新型储能技术逐渐具备大容量、长寿命、低成本的 优点。目前常用的方法采用一阶低通滤波器算法或变时间常数一阶低通滤波器 算法分解风电功率，由于其相位滞后造成分解的高、中和低频功率分辨率较差； 如果采用小波包分解法和经验模态分解分解风电功率分辨率很高，但不能用在 实时控制的平抑风电功率波动的环境下。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种用于平抑风 力发电功率波动的混合储能控制方法及系统，以解决现有技术中不能在快速、 准确的分解功率的同时减小混合储能的容量、降低成本、提高平抑的效果的问 题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

在第一方面中，本发明实施例提供了一种用于平抑风力发电功率波动的混 合储能控制方法，应用于设置有第一零相位低通滤波器和第二零相位低通滤波 器的系统中，所述方法包括：

获取实时的风电功率信号，并输入至所述第一零相位低通滤波器进行滤波， 分解成低频功率信号和吸收功率信号；

将所述低频功率信号处理后作为控制网侧变换器的控制信号，并通过网侧 变换器将低频风电功率并入电网；

将所述吸收功率信号输入至所述第二零相位低通滤波器进行滤波，分解出 中频功率信号和高频功率信号；

将所述中频功率信号处理后作为全钒液流电池组的控制信号，并由全钒液 流电池组吸收，所述全钒液流电池组用于为控制风力发电机组储能；

将所述高频功率信号处理后作为超级电容器组的控制信号，并由超级电容 器组进行吞吐，所述超级电容器组由直流侧电压作为给定信号，并设置在风力 发电机组侧和电网侧之间以维持直流侧电压的稳定。

优选地，所述方法还包括：

获取所述低频功率信号和风力发电机组的转速；

在未获取到电网调度限定功率的指令时，并计算出最大功率跟踪下的转速， 并通过设置在风力发电机组侧的机侧变换器以此转速进行运行；

在获取到电网调度限定功率的指令时，判断低频功率值与电网调度限定功 率值的大小，根据判断结果同步修正转速。

优选地，在获取到电网调度限定功率的指令时，判断低频功率值与电网调 度限定功率值的大小的过程具体为：若低频功率值小于电网调度限定功率值， 则以所述最大功率跟踪下的转速进行运行；若低频功率值大于电网调度限定功 率值，得出功率差值，通过PI调节得到转速差值，在转速差值的基础上加上最 大功率跟踪下的转速得到实际运行的转速。