[发明专利]混合储能系统及风力发电功率平滑控制方法

摘要

本发明公开了混合储能系统及风力发电功率平滑控制方法，首先通过快速傅里叶方法取得风电功率信号的频谱，对风电输出功率的幅频特性进行分析；然后通过经验模式分解的方法将风电功率进行多尺度分解并重构为风电场期望并网功率以及高频、中频和低频的风电波动功率；之后根据超级电容Soc容量对功率分配进行相应调整后通过超级电容器、蓄电池和压缩空气储能分别吸收所述高频、中频和低频的波动信号功率；当风电场的输出功率小于所述期望并网功率信号时，用模型算法控制超级电容‑蓄电池‑CAES混合储能系统放电；当风电场的输出功率大于所述期望并网功率时，用模型算法控制超级电容‑蓄电池‑CAES混合储能系统充电。本发明提高了并网运行的安全性和经济性。

主权项

混合储能系统的风力发电功率平滑控制方法，其特征是，包括以下步骤：步骤(1)：将风电场输出功率与电网调度功率做差，得到需要混合储能系统平抑的功率；步骤(2)：通过经验模式分解的方法将步骤(1)的需要平抑的功率进行多尺度分解并重构，得到风电功率的高频、中频和低频信号；步骤(3)：利用支持向量机分别对步骤(2)的高频、中频和低频信号进行一个可信周期为T0时长的预测，得到T0时间段内的高频、中频和低频信号的预测值，该预测值用以指导混合储能系统的能量分配，实现超前控制；所述步骤(3)的步骤包括：步骤(3‑1)：利用支持向量机对高频、中频和低频信号分别进行短期预测，得到高频信号的预测值、中频信号的预测值和低频的预测值；其中，高频信号预测值表示超级电容需要吸收/释放的功率，中频信号预测值表示蓄电池需要吸收/释放的功率，低频信号预测值表示压缩空气储能需要吸收/释放的功率；对预测值进行判断，若为正则表示需要储能单元吸收功率，反之则表示需要储能单元释放功率；步骤(3‑2)：根据混合储能系统的电池当前的荷电状态Soc容量将预测的结果进行修正；步骤(3‑3)：依次对修正后的值进行判断：若高频信号为正，则表示需要超级电容吸收功率，控制第一DC/DC转换器工作在反向Buck模式，对超级电容进行恒功率充电；反之，则表示需要超级电容放电，控制第一DC/DC转换器工作在Boost模式，超级电容对外恒功率放电；若中频信号为正，则表示需要电池吸收功率，控制第二DC/DC转换器工作在反向Buck模式，对电池进行恒功率充电；反之，则表示需要电池放电，控制第二DC/DC转换器工作在Boost模式，电池对外恒功率放电；若低频信号为正，则表示需要压缩空气储能吸收功率，控制第三DC/DC转换器工作在反向Buck模式，对压缩空气储能进行恒功率充电；反之，则表示需要压缩空气储能放电，控制第三DC/DC转换器工作在Boost模式，压缩空气储能对外恒功率放电。