[发明专利]一种基于光伏储能系统的黑启动协调控制方法

权利要求书

1.一种基于光伏储能系统的黑启动协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取所选光伏电站一年出力历史数据作为训练样本，基于最小二乘支持向量机得到黑启动时段的光伏超短期功率预测值；

步骤2，运用模型预测控制方法得到光伏储能系统输出总功率和储能电站剩余容量；

步骤3，通过指令时滞的预补偿量计算方法减小储能指令时滞带来的影响，得到实时的储能系统功率；

步骤4，在满足黑启动电源功率与黑启动辅机所需功率差值限额条件下，执行电池充放电，快速修正SOC回到控制范围中；

在步骤3中，根据对光伏功率秒级波动的分析，可假设前后两秒光伏功率平均最大差值为ΔP_PV.MAX，假设延时是t，当P_PV(k)＞P_PV(k-1)时，储能功率补偿到位时光伏功率应在之前变化趋势的基础上最多增加ΔP_PV.MAX·t，当P_PV(k)＜P_PV(k-1)时，最多减小ΔP_PV.MAX·t,考虑到光伏发电变化的非线性，实际增大或减小的值应与前后时刻光伏功率的变化率成正比，若储能充放电的控制周期是t_c，则可认为时延t秒后的光伏功率变化量为：此即为指令补偿量，可知应发出的储能指令为计算值与延时补偿值之和，在光伏功率变化量为正时，储能加大充电功率；而光伏功率变化量为负时，若储能处于充电状态，则立刻转为放电状态；若储能处于放电状态，则加大放电功率，如再计及电池充放电的稳态误差0.2kW，稳态误差补偿在储能指令为零时取零，则储能的补偿量为：

ΔP_ESS.b＝-(ΔP_PV+0.2)；

最后求得k时刻储能电站的功率为：

步骤4中，设置SOC在25％-75％范围内时采用协调控制策略，当达到此边界时就切换为限制光伏发电最大变化率的SOC修正充放电控制，该策略是维持光伏储能系统总出力与黑启动辅机所需功率的差值不超过给定最大值的前提下，执行电池充放电，快速修正SOC回到控制范围中；在SOC越限后，首先应判断储能此时是否能执行使SOC反向变化的功率指令，即当SOC小于控制值下限时，若此时按原有控制策略计算出的控制指令是使电池充电，则应继续执行原有控制策略；同理，当SOC大于控制值上限时，若控制指令使电池放电，则也不必改变原先策略；反之，若按照原有控制策略给出的指令会让SOC进一步越限，则应让储能尽可能减小充放电功率数值，先进行并网功率的波动量判别，在计算出并网有功功率与黑启动辅机所需功率之差在P_ε范围内时，认为储能无需对光伏功率进行补偿，此时将储能有功指令设置为0，以避免SOC进一步恶化；反之则应以减小并网功率与黑启动辅机所需功率之差为首要目标，仍然按照原有控制策略执行储能充放电；

其中变压器有功损耗其中，P₀为变压器空载损耗，P_k是变压器短路损耗，P_PV、Q_PV是当前时刻光伏电站的有功和无功功率，S_N是变压器额定容量，由此可以估算出实时的变压器的有功损耗为空载损耗与短路损耗之和，从而可将当前的并网有功估计值表示为：P_g(k)＝P_PV(k)+P_ESS(k)-ΔP_T。