[发明专利]一种平抑风电场出力分钟级波动的储能出力控制方法

摘要

本发明提出了一种基于数字滤波方法的储能出力控制方法，可以取得平抑风电场分钟级出力。在平抑风电场波动的应用中，对风电场出力进行滤波，将较高频率的波动分量作为储能系统的出力指令。一种平抑风电场出力分钟级波动的储能出力控制方法，主要步骤为：S1、采用指数加权移动平均滤波；S2、设定系统采样频率；S3、设定波动分量的时间周期以及对应的截止频率；S4、计算求解测量值的权重系数S5、利用求解得到的权重系数代入控制系统控制储能出力变化。

主权项

一种平抑风电场出力分钟级波动的储能出力控制方法，其特征在于，主要步骤为：S1、采用指数加权移动平均滤波；S2、设定系统采样频率；S3、设定波动分量的时间周期以及对应的截止频率；S4、计算求解测量值的权重系数；S5、利用求解得到的权重系数代入控制系统控制储能出力变化；其中，在平抑风电场波动的应用中，对风电场出力进行滤波，将较高频率的波动分量作为储能系统的出力指令；此处对风电场的出力采用指数加权移动平均滤波(EWMA)得到风储联合运行出力，如式(1)所示，P^WF(n)=αP^WF(n-1)+(1-α)PWF(n)---(1)]]>其中，为滤波后的风电场出力，即风电场的目标出力，PWF(n)为风电场的实际出力采样；α为历史测量值的权重系数，0＜α＜1；储能的出力指令为：P^b(n)=P^WF(n)-PWF(n)---(2)]]>由式(2)得到：代入式(1)可得储能的工作指令：P^b(n)=α[P^b(n-1)-PWF(n)+PWF(n+1)]---(3)]]>对式(1)的差分方程进行Z变换可得到系统的传递函数：H1(z)=P^WF(z)PWF(z)=1-α1-αz-1---(4)]]>式中，Ts为采样周期；对风功率序列的频域分析可知，无论是单台风电机组还是风电场的输出功率，其0.5Hz以上的幅值已经非常小；此处，设定系统的采样频率Ts为1Hz；式(4)的幅频特性为：|H(ejωTs)|2=(1-α)21-2αcosωTs+α2---(5)]]>对应周期为1min，5min，10min，30min和60min的波动分量，分别令截止频率fc为16.7mHz，3.33mHz，1.67mHz，0.556mHz，0.278mHz；令对应各截止频率，求得α分别为：0.9005，0.9793，0.9896，0.9965，0.9983；对式(5)的差分方程进行Z变换可得到传递函数：H2(z)=Pb(z)PWF(z)=-α+αz-11-αz-1---(6)]]>将α代入后，可得到其幅频和相频特性。