[发明专利]一种基于实时调整滤波时间常数的储能系统出力计算方法及装置

摘要

发明提供一种基于实时调整滤波时间常数的储能系统出力计算方法及装置，应用于风储联合发电技术领域，该方法包括：计算当前控制周期的储能系统荷电状态；计算风电场并网1min波动率；计算风电场并网10min波动率；确定当前控制周期储能系统的充放电状态；采用调节公式计算当前控制周期的滤波时间常数；对风电输出功率进行一阶低通滤波，得到当前控制周期的储能系统输出功率指导值；对所述当前控制周期的储能系统输出功率指导值进行限幅，得到优化后的当前控制周期的储能系统输出功率指导值；利用所述优化后的当前控制周期的储能系统输出功率指导值，指导储能系统出力。本发明在保证风电功率平滑效果的前提下，提高了储能系统寿命。

主权项

一种基于实时调整滤波时间常数的储能系统出力计算方法，其特征在于，包括：根据当前控制周期的储能系统出力数据、控制周期、前一控制周期的储能系统荷电状态，计算当前控制周期的储能系统荷电状态；根据风电场额定输出功率、当前控制周期之前1min内各控制周期的储能参考输出功率，计算风电场并网1min波动率；根据风电场额定输出功率、当前控制周期之前10min内各控制周期的储能参考输出功率，计算风电场并网10min波动率；通过当前控制周期的风电功率和前一控制周期的储能参考输出功率，确定当前控制周期储能系统的充放电状态；采用以下调节公式计算当前控制周期的滤波时间常数：T(t)＝T(t‑1)+a[kp1×(f1(t)‑fref1)+kd1×[(f1(t)‑f1(t‑1))‑(f1(t‑1)‑f1(t‑2))]]+b[kp10×(f10(t)‑fref10)+kd10×[(f10(t)‑f10(t‑1))‑(f10(t‑1)‑f10(t‑2))]]利用所述当前控制周期的滤波时间常数，对风电输出功率进行一阶低通滤波，得到当前控制周期的储能系统输出功率指导值；对所述当前控制周期的储能系统输出功率指导值进行限幅，得到优化后的当前控制周期的储能系统输出功率指导值；利用所述优化后的当前控制周期的储能系统输出功率指导值，指导储能系统出力；所述调节公式中，t为控制周期序号；T(t)为t控制周期的滤波时间常数；f1(t)为风电场并网1min波动率；f10(t)为风电场并网10min波动率；fref1为1min波动率最大允许值；fref10为10min波动率最大允许值；a为1min波动率控制权重参数；b为10min波动率控制权重参数；kp1为1min波动率比例控制参数；kp10为10min波动率比例控制参数；kd1为1min波动率微分控制参数；kd10为10min波动率微分控制参数；其中，a、b根据如下设定规则进行取值：当f1(t)＞fref1且f10(t)＞fref10或者f1(t)≤fref1且f10(t)≤fref10时，a＝b＝0.5；当f1(t)＞fref1且f10(t)≤fref10时，a＝0.7，b＝0.3；当f1(t)≤fref1且f10(t)＞fref10时，a＝0.3，b＝0.7；kp1根据如下设定规则进行取值：当f1(t)＞fref1，SOC(t)＜Slow，储能系统为充电状态时，kp1＝W1×Kp1_yes；当f1(t)＞fref1，SOC(t)＜Slow，储能系统为放电状态时，kp1＝W2×Kp1_yes；当f1(t)＞fref1，Slow≤SOC(t)≤Shigh，储能系统为充电状态时，kp1＝Kp1_yes；当f1(t)＞fref1，Slow≤SOC(t)≤Shigh，储能系统为放电状态时，kp1＝Kp1_yes；当f1(t)＞fref1，SOC(t)＞Shigh，储能系统为充电状态时，kp1＝W2×Kp1_yes；当f1(t)＞fref1，SOC(t)＞Shigh，储能系统为放电状态时，kp1＝W1×Kp1_yes；当f1(t)≤fref1，SOC(t)＜Slow，储能系统为充电状态时，kp1＝W2×Kp1_no；当f1(t)≤fref1，SOC(t)＜Slow，储能系统为放电状态时，kp1＝W1×Kp1_no；当f1(t)≤fref1，Slow≤SOC(t)≤Shigh，储能系统为充电状态时，kp1＝Kp1_no；当f1(t)≤fref1，Slow≤SOC(t)≤Shigh，储能系统为放电状态时，kp1＝Kp1_no；当f1(t)≤fref1，SOC(t)＞Shigh，储能系统为充电状态时，kp1＝W1×Kp1_no；当f1(t)≤fref1，SOC(t)＞Shigh，储能系统为放电状态时，kp1＝W2×Kp1_no；kp10根据如下设定规则进行取值：当f10(t)＞fref10，SOC(t)＜Slow，储能系统为充电状态时，kp10＝W1×Kp10_yes；当f10(t)＞fref10，SOC(t)＜Slow，储能系统为放电状态时，kp10＝W2×Kp10_yes；当f10(t)＞fref10，Slow≤SOC(t)≤Shigh，储能系统为充电状态时，kp10＝Kp10_yes；当f10(t)＞fref10，Slow≤SOC(t)≤Shigh，储能系统为放电状态时，kp10＝Kp10_yes；当f10(t)＞fref10，SOC(t)＞Shigh，储能系统为充电状态时，kp10＝W2×Kp10_yes；当f10(t)＞fref10，SOC(t)＞Shigh，储能系统为放电状态时，kp10＝W1×Kp10_yes；当f10(t)≤fref10，SOC(t)＜Slow，储能系统为充电状态时，kp10＝W2×Kp10_no；当f10(t)≤fref10，SOC(t)＜Slow，储能系统为放电状态时，kp10＝W1×Kp10_no；当f10(t)≤fref10，Slow≤SOC(t)≤Shigh，储能系统为充电状态时，kp10＝Kp10_no；当f10(t)≤fref10，Slow≤SOC(t)≤Shigh，储能系统为放电状态时，kp10＝Kp10_no；当f10(t)≤fref10，SOC(t)＞Shigh，储能系统为充电状态时，kp10＝W1×Kp10_no；当f10(t)≤fref10，SOC(t)＞Shigh，储能系统为放电状态时，kp10＝W2×Kp10_no；kd1根据如下设定规则进行取值：当f1(t)≤fref1时，kd1＝0；当f1(t)＞fref1时，kd1取第一设定值；kd10根据如下设定规则进行取值：当f10(t)≤fref10时，kd10＝0；当f10(t)＞fref10时，kd10取第二设定值；其中，SOC(t)为t控制周期的储能系统荷电状态；Slow为储能系统荷电状态的低阈值；Shigh为储能系统荷电状态的高阈值；Kp1_yes为f1(t)＞fref1时的比例控制参数基值；Kp1_no为f1(t)≤fref1时的比例控制参数基值；Kp10_yes为f10(t)＞fref10时的比例控制参数基值；Kp10_no为f10(t)≤fref10时的比例控制参数基值；W1、W2为比例控制参数调节参数，并且W1＞1＞W2。