[发明专利]储能系统平抑风电功率波动的控制方法

摘要

一种储能系统平抑风电功率波动的控制方法，通过数据采集设备采集风电功率数据、风储合成出力数据和储能系统的荷电状态SOC数据输入平抑控制模块，在平抑控制模块中以1分钟风电最大有功功率变化限值Plimit′为控制目标，以满足控制目标和保持电池储能系统较好的充/放电能力为控制原则，根据平抑控制策略对输入数据进行运算处理，将风电功率数据PWG(k)和风储合成出力Pout(k-1)做差，得到的差值ΔP(k)分别与控制目标风电分钟级有功功率变化限值Plimit′和电池储能系统最大出力限值maxPbess做比较，判断电池储能系统是否参与风电出力调控；当ΔP(k)大于Plimit′且小于maxPbess时输出控制电池储能系统的控制指令，由电池管理单元BMS控制电池储能系统出力，平抑风电功率波动，减小风电对电网产生的负面影响。

主权项

一种储能系统平抑风电功率波动的控制方法，其特征在于：所述的控制方法通过风电场的数据采集模块采集风电功率数据，通过电网的检测设备采集并入电网的风储合成出力数据，通过电池储能系统的电池管理单元BMS采集储能的电池剩余容量状态SOC数据，通过连接风电机组功率变流器PCS的检测单元采集电池储能系统的出力功率数据和充/放电状态信息，将风电功率数据、风储合成出力数据和储能的电池剩余容量状态SOC数据输入平抑控制模块，并将所有数据存储于数据存储与管理模块；平抑控制模块根据风电的波动情况，1分钟内风电最大有功功率变化限值，电池储能系统最大出力限值maxPbess，储能系统正常工作的SOC上限SOCmax和下限SOCmin，以及电池储能系统SOC的优化参数a、b，计算储能出力的控制指令，输出控制电池储能系统的功率指令和充/放电指令，由电池管理单元BMS控制电池储能系统按照控制指令出力，控制电池储能系统充放电对风电功率进行平滑，具体控制步骤如下：(1)判断是否启动电池储能系统：实时采集风电功率数据PWG(k)和风储合成出力Fout(k‑1)，风电功率数据PWG(k)和风储合成出力Pout(k‑1)做差ΔP(k)＝PWG(k)‑Pout(k‑1)；得到的差值ΔP(k)分别与控制目标一风电最大有功功率变化限值Plimit′和电池储能系统最大出力限值maxPbess做比较，判断电池储能系统是否参与风电出力调控；如果|ΔP(k)|≤Plimit′则说明风电波动较小，满足控制目标，电池储能系统不需要出力；若|ΔP(k)|＞Plimit′，说明风电波动较大，需要对风电波动进行平抑；再进一步将所得的差值ΔP(均与电池储能系统最大出力限值maxPbess比较，若|ΔP(k)|＞maxPbess，说明超出电池储能系统控制能力，电池储能系统不参与控制；若|ΔP(k)|≤maxPbess，即|ΔP(k)|＞Plimit′且|ΔP(k)|≤maxPbess时，以满足控制目标和保持电池储能系统的充/放电能力为原则控制电池储能系统出力；(2)根据电池储能系统中的电池储能系统的电池剩余容量状态，决定储能系统出力大小：其中：SOCmin：电池储能系统正常工作的剩余容量状态SOC下限；SOCmax：电池储能系统正常工作的剩余容量状态SOC上限；a、b：电池储能系统剩余容量状态SOC的优化参数；读取电池管理单元BMS中电池当前电池剩余容量状态SOC(k)，若a≤SOC(k)≤b且 ΔP(k)＞0则电池储能系统出力为Pbess(k)＝ΔP(k)‑Plimit′；若a≤SOC(k)≤b且ΔP(k)＜0则电池储能系统出力Pbess(k)＝ΔP(k)+Plimit′；若SOCmin＜SOC(k)＜α，则电池储能系统出力为Pbess(k)＝ΔP(k)+Plimit′，且为了避免电池储能系统从电网吸收电能，保证Pbess(k)≤PWG(k)；若b＜SOC(k)＜SOCmax，则电池储能系统出力为Pbess(k)＝ΔF(k)‑Plimit′；若SOC(k)≤SOCmin，为了避免电池储能系统过放电，仅要求电池储能系统充电，ΔP(k)＜0时，电池储能系统出力Pbess(k)＝0，ΔP(k)＞0时，Pbess(k)＝ΔP(k)+Plimit′，且为了避免电池储能系统从电网吸收电能，保证Pbess(k)≤PWG(k)；若SOC(k)≥SOCmax，为了避免电池储能系统过充电，仅要求电池储能系统放电，ΔP(k)＞0时，电池储能出力Pbess(k)＝0，ΔP(k)＜0时，Pbess(k)＝ΔP(k)‑Plimit′；同时根据Pbess(k)的正负号决定电池的充放电状态，Pbess(k)＞0，flag＝‑1电池充电，Pbess(k)＜0，flag＝1电池放电，将功率值|Pbess(k)|和电池的充放电状态flag发送至电池储能系统的电池管理单元BMS，通过电池管理单元BMS控制电池储能系统充放电平抑风电的功率波动，使风储合成出力满足控制目标。