[发明专利]一种优化双电池系统充放电的风电场并网功率平滑方法

说明书

本发明公开了一种优化双电池系统充放电的风电场并网功率平滑方法，该方法在风功率超短期预测的基础上，以一个控制周期T内的平均风功率预测值为风电场的基础参考输出功率，根据双电池系统充放电能量不平衡度对每个控制周期T内的风电场基础参考输出功率动态修正；在双电池系统可放电能量大于可充电能量时，通过调整风电场基础参考输出功率使双电池系统少充多放；反之，当可充电能量大于可放电能量时，使双电池系统少放多充，以此缩小双电池系统充放电能量的差异。本发明的方法能够使风电场输出功率满足调度和并网要求的同时，改善双电池系统充放电能量不平衡，优化各电池组充放电深度，确保系统长期稳定运行，且方法简单有效，便于实际工程应用。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体地说是一种能够满足并网风电场功率平滑和调度要求、优化所用双电池系统充放能量不平衡且简单可靠的优化双电池系统充放电的风电场并网功率平滑方法。

背景技术

风力发电因可开发容量大、清洁、成本相对较低等突出优点成为广泛关注的新能源，但风功率具有很强的间歇性与波动性，直接并网会对电网的安全稳定带来危害，结合电池储能系统对并网功率进行平滑处理是一种可行方式。

为避免常规单电池组系统在风功率平滑时频繁的充放电切换和过浅的充放电深度给电池寿命带来的危害，有研究人员提出采用充放电任务分开执行的双电池系统进行风功率平滑。然而，由于风功率及其预测误差的不可控，以及双电池系统中各电池组交替工作，两组电池难以同时达到所设定的最佳充放电深度，带来了充放电能量之间的不平衡问题，已有研究表明，双电池系统运行时极易因可充电量与可放电量差距过大，导致充放电能量极端不平衡而失去风功率平滑能力。

综上所述，在并网风电场功率平滑过程中，针对双电池系统的充放电能量不平衡问题需提出新的控制方法，确保系统长期稳定运行。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够满足并网风电场功率平滑和调度要求、优化所用双电池系统充放能量不平衡且简单可靠的优化双电池系统充放电的风电场并网功率平滑方法；该方法在风功率超短期预测的基础上，根据双电池系统充放电能量不平衡度指标对每个控制周期T内的风电场参考输出功率动态修正，使风电场输出功率满足调度和并网要求的同时，改善双电池系统充放电能量不平衡，确保系统长期稳定运行。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种优化双电池系统充放电的风电场并网功率平滑方法，其特征在于：该风电场由风电机组和电池储能单元联合构成，其中电池储能单元为双电池组，即将同类电池储能系统分为容量相等的两电池组，将平抑过程中电池储能单元的充电和放电分别交由不同电池组完成，同一时刻一电池组执行充电任务、另一电池组执行放电任务，当任一电池组充满或放完时切换两电池组的充放电状态，风电场的输出功率有如下关系：

P_total(t)＝P_w(t)+P_b1(t)+P_b2(t) (1)

式(1)中，P_w(t)为风电机组在t时刻时输出的风功率；P_b1(t)和P_b2(t)分别为双电池系统中的电池组1和电池组2在t时刻时的输出功率，电池组1和电池组2的额定功率与额定容量皆为整个电池储能单元的一半；P_total(t)为风电场在t时刻时的输出功率；所有输出功率以正值表示发出功率、负值表示吸收功率；

第k次控制周期T内双电池系统的输出功率P_b1(t)、P_b2(t)的调整方法包括以下步骤：

A、初始化，并设k＝1、ΔP(kT)＝0，k为风功率分段平均的迭代次数、T为控制周期、ΔP(kT)为第k次控制周期T的风电场基础参考输出功率修正值；