[发明专利]一种含储能系统风电场出力协调控制方法

权利要求书

1.一种含储能系统风电场出力协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

确定需要所述储能系统平抑风电功率中的波动成分，使所述储能系统的出力与波动功率相等；

根据储能设备的额定充放电功率，得到所述储能设备出力的最大和最小值；

根据所述储能设备荷电状态的要求范围，确定当前时刻不同储能设备出力约束条件；

根据所述储能设备的响应时间确定当前时刻可能的最大输出功率；

以所述储能设备期望的荷电状态为目标值构造二次多项式目标函数；

求解所述目标函数；

依次重复上述步骤；其中，

所述储能系统包括蓄电池和超级电容，所述储能系统需要平抑的风电波动功率满足：

P_b(t)+P_c(t)＝-ΔP(t)

式中：P_b(t)为蓄电池输出功率，P_c(t)为超级电容输出功率，ΔP(t)为需要平抑的风电波动功率；

根据所述蓄电池的响应时间得到采样间隔内输出功率最大变化幅度为：

式中：ΔP_b为蓄电池在采样间隔充放电功率允许的最大变化幅度，T_b为蓄电池的响应时间，Δt为采样间隔，P_brated为蓄电池额定功率；

所述构造二次多项式目标函数包括：以期望的荷电状态为中心，构造极小化目标函数，即：

J_min＝(SOC_b(t)-r_b)²*w_b+(SOC_c(t)-r_c)²*w_c

式中：SOC_b(t)和SOC_c(t)为目标函数的决策变量，为蓄电池和超级电容待求解的当前时刻荷电状态，w_b和w_c为权重系数，r_b和r_c为期望的荷电状态；

储能设备的荷电状态与充放电功率之间的关系为：

式中：x取值为b或c，SOC_b(t-1)和SOC_c(t-1)为蓄电池和超级电容t-1时刻荷电状态，E_brated和E_crated分别为蓄电池和超级电容的额定容量；

把以荷电状态为决策变量的目标函数变换为以储能设备输出功率为决策变量的目标函数，即：

s.t.

式中：Pbrated为蓄电池额定功率，Pcrated为超级电容额定功率；

X为：

H为系数矩阵：

2.根据权利要求1所述的含储能系统风电场出力协调控制方法，其特征在于，所述储能设备的额定充放电功率约束为：

-P_brated≤P_b(t)≤P_brated

-P_crated≤P_c(t)≤P_crated

式中：P_brated为蓄电池额定功率，P_crated为超级电容额定功率。

3.根据权利要求2所述的含储能系统风电场出力协调控制方法，其特征在于，根据所述储能设备荷电状态要求范围，确定当前时刻不同储能设备出力约束条件为：

式中：SOC_blow和SOC_bup为蓄电池荷电状态允许的上下限，SOC_clow和SOC_cup为超级电容荷电状态允许的上下限，Δt为采样间隔，E_brated和E_crated分别为蓄电池和超级电容的额定容量，SOC_b(t-1)和SOC_c(t-1)为蓄电池和超级电容t-1时刻荷电状态。