[发明专利]风储混合电站

摘要

本发明公开了一种风储混合电站，风‑储混合电站中的储能系统由两组同容量的电池组构成、通过功率变换器接入风电场的并网公共联接点。在基于历史数据分析风功率波动规律的基础上，确定电池储能系统的容量，使其能按预想的置信度平抑风功率波动。两组电池中，一组处于充电状态、用于平抑风功率的正向波动分量；另一组处于放电状态，用于平抑风功率中的负向波动分量。当任何一组电池达到满充、满放状态后，则立即对其功能进行切换。为检验风‑储混合电站能否按设计要求平抑风功率波动，本发明还公开了基于风功率历史数据的储能系统离线仿真方法。

主权项

一种风储混合电站，其特征是：两组同容量的电池组分别通过功率变换器接入风电场的并网公共联接点；在任一时刻，两组电池均处于不同的充、放电状态，即一组电池处于充电状态、另一组处于放电状态，分别用于平抑风功率中的正向、负向的波动分量；任意一组电池一旦到达满充或满放状态，其充、放电状态立即进行切换；Pd,t为整个风储混合电站向电网的注入功率，为风功率与双电池组的充、放电功率之和：Pd,t＝Pw,t+Pb1,t+Pb2,tPw,t为风电场输出功率；Pb1,t、Pb2,t分别为两组电池的输出功率；Pb1,t/Pb2,t取正值表示对应的电池处于放电状态；而Pb1,t/Pb2,t取负值则表示对应的电池处于充电状态；其电池储能系统定容方法：步骤1：按滑动平均法从分钟级的风功率历史数据Pw,t中分离出波动分量Pf,t与持续分量Pc,t，具体按照以下方法：Pf,t＝Pw,t‑Pc,t上式中，风功率持续分量实质上为分钟级风功率的30分钟滑动平均值，风功率波动分量则为风功率与风功率持续分量之差；步骤2：计算风功率第i次波动的波动能量Ef,i；风功率波动分量Pf,t相邻两个过零点之间的波动称为1次波动；若其间风功率波动分量 Pf,t的数值大于零，则此次波动为正向波动；否则，称之为负向波动；风功率第i次波动的波动能量Ef,i为：式中，tia与tib分别为风功率第i次波动的波动起始时间与波动终了时间；步骤3：做出波动分量Pf,t波动幅值的概率直方图；同样做出风功率第i次波动的波动能量Ef,i的概率直方图；步骤4：采用Matlab软件包中的概率密度拟合工具箱dfittool进行概率密度函数拟合，寻找适合描述风功率波动幅值与能量统计规律的概率密度函数；步骤5：根据风功率波动幅值与能量的概率密度函数求出其对应的累积概率分布函数F1(x)与F2(x)；其中，F1(x)为风功率波动幅值|Pf,t|的累积概率密度函数，F2(x)为风功率波动能量Ef,i的累积概率密度函数；按以下方法确定风‑储混合电站中电池储能系统的额定充、放电功率Pm与容量Em；F1(Pm)＝βF2[α％×Em]＝β上式中，β为预先设定的置信概率，即期望电池储能系统能按概率β平抑风功率波动；α％是最大放电深度。