在风力发电系统中确定用于储能系统的输出功率参考值的方法和设备的制造方法_3

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否存在超过规定1分钟和10分钟限制 P dlmiIi、Pdl_J勺任何变化率、并将其限制在该限制内来执行。
[0083] 仅仅出于说明的目的,图6示意性地图示出根据本公开的实施例的变化率控制的 流程图。如所示,首先在步骤S601处,确定是否存在用于组合功率参考值的1分钟或10分 钟正越限,即最终功率输出P tof的增加是否超过电网规范的限制。如果是,则将根据各种限 制下的可能最大放电速率来确定BESS输出功率参考值。
[0084] 在本公开的实施例中,所考虑的限制包括1分钟变化率限制、10分钟变化率限制 和BESS输出功率幅度限制,其可如下确定:
[0085] ? 1分钟变化率限制:
[0086] Pd (t-1) -PdlminL< P dref (t) < Pd (t-1) +PdlminL
[0087] ? 10分钟变化率限制:
[0088] PdlOmax ⑴-Pdl〇minL< P dref ⑴ < PdlOmin ⑴+PdlOminL
[0089] 其中,Pdltlmax (t) = max {Pd (t-1),Pd (t-2),…Pd (t-10)}
[0090] Pdltlmin(t) = min{Pd(t-1),Pd(t-2),??? Pd(t-10)}
[0091] ? BESS输出功率幅度限制:
[0092] Pw (t) -PBmax< P dref (t) < Pw (t) +PBmax
[0093] 因此,针对正越限,可以将BESS输出功率参考值确定为
[0094] PBref4 - min {(P d (t-1) +PdlminL),(Pdltlmin (t) +Pdl(lminL),(Pw (t) +PBmax)} -Pw (t)
[0095] 也就是说,在这种情况下,可以将用于储能系统的输出功率参考值调整为在一分 钟功率输出变化率限制下的最大可允许总功率输出、十分钟功率输出变化率限制下的最大 可允许总功率输出和储能系统输出功率幅度限制下的最大可允许总功率输出(即,来自风 电场和ESS的最大可允许功率输出)的最小值与实际风电功率输出之间的差。
[0096] 另一方面,如果不存在用于组合功率参考值Pd的1分钟或10分钟正越限,则该方 法转到步骤S603。在步骤S603处,进一步确定是否存在用于组合功率参考值P d的1分钟 或10分钟负越限,即最终功率输出Pd的减小是否超过电网规范的限制。如果是,则将根据 各种限制下的可能最大充电速率来确定BESS输出功率参考值。例如,针对负越限,可以将 BESS输出功率参考值确定为
[0097] PBref4 - maX{(Pd(t_l)_PdlminL),(PdlOmax(t) _Pdl〇minL),(Pw(t)_PBmax)} _Pw(t)
[0098] 换言之,在这种情况下,可以将用于储能系统的输出功率参考值调整为在一分钟 功率输出变化率限制下的最小可允许总功率输出、十分钟功率输出变化率限制下的最小可 允许总功率输出和储能系统输出功率幅度限制下的最小可允许总功率输出(即,来自风电 场和ESS的最小功率输出)的最大值与实际风电功率输出之间的差。
[0099] 如果1分钟内的变化率和10分钟变化率两者服从电网规范的要求,则在步骤S605 处,其可以保持用于储能系统的输出功率参考值,如其在没有进行任何调整的情况下一样。 这样,可以确保变化率服从所需的电网规范。
[0100] 此外,在步骤S502处,可以进一步基于BESS输出功率幅度限制来调整已调整的输 出功率参考值,从而将BESS输出功率限制在预定限制内。
[0101] 例如,可首先确定诸如PBMf4(t)之类的先前确定的BESS输出功率参考值是否落在 从-P B_至P 的功率范围内。如果P g⑴高于PBmax,则可以将Ptof4⑴限制到PBmax;如 果P Bref4(t)低于PBmax,贝IJ可以将PBref4(t)限制到-P Bmax。因此,借助于BESS输出功率幅度限 制,可以确保所确定的BESS输出功率参考值不超过BESS输出功率幅度限制。
[0102] 为了使得本领域的技术人员更好地理解本公开的思想,在下文中将进一步对图7 进行参考以描述根据本公开的特定实施方式的用于在风力发电系统中确定用于ESS的功 率参考值的方法。
[0103] 如图7中所示,首先作为步骤S701,向控制系统中输入实际风电功率数据Pw(t), 并且然后在步骤S702处,由例如一阶低通滤波器对实际风电功率数据P w(t)进行滤波以获 得用于输送到电网的功率输出的期望值Pdsrt (t)。然后,根据实际风电功率数据Pw(t)和期 望值Pdset⑴来确定BESS输出功率参考,例如作为实际风电功率数据P w⑴与期 望值Pds6t (t)之间的差。接下来,可通过SOC反馈调整来调整BESS输出功率参考值Pta6fl(t) 以获得P BMf2⑴,其可以例如根据如图3中所示的方案来执行。然后,在步骤S704处,基于预 测风电功率来确定是否将存在"风功率大幅增加"或"风功率大幅下降"。如果存在预测风电 功率的突然变化,则在步骤S705处,可以例如根据如图4中所示的方案来执行风电功率预 测调整以获得已调整的BESS输出功率参考值P B,ef3 (t),并且该方法继续进行步骤S706 ;否 贝1J,该方法直接地继续进行步骤S706。在步骤S706处,进一步确定是否将存在1分钟或10 分钟变化率越限。如果将存在此类越限,则例如根据如参考图6所述的方案在步骤S707处 执行1分钟/10分钟变化率控制以获得新调整的BESS Ptoef4 (t),并且该方法转到步骤S707 ; 否则该方法直接地转到步骤S707。在步骤S707处,进一步限制BESS输出功率参考值,使得 其可以确保BESS输出功率参考值服从BESS功率输出功率幅度限制,从而获得最终BESS输 出功率参考值。
[0104] 在本公开的实施例中,在执行任何调整之前,首先对实际风电功率输出进行滤波 以获得被输送到电网的功率参考值输出;基于该实际风电功率输出和获得的功率参考值输 出,确定用于储能系统的输出功率参考值;并且然后基于在下一时间点的预测风电功率输 出的变化来调整用于储能系统的输出功率参考值。在某些实施例中,还可以基于其它因素 来调整用于储能系统的输出功率参考值。这样,其可以提供用于平滑风电场输出波动并将 功率变化率限制在所需范围内的直接控制策略,其比现有策略更加切实可行,并且可以得 到更好的控制性能。
[0105] 除如上所述的方法之外,还提供了一种用于在风力发电系统中确定用于储能系统 的输出功率参考值的控制系统。然后,将对图8进行参考以描述根据本公开的实施例的一 种用于在风力发电系统中确定用于ESS的功率参考值的设备。
[0106] 在图8中图示出用于在风力发电系统中确定用于储能系统的输出功率参考值的 设备800。如图8中所示,设备800包括输出功率滤波单元801、功率参考值确定单元802以 及风电功率预测调整单元804。输出功率滤波单元801被配置成对实际风电功率输出P w(t) 进行滤波以获得被输送到电网的期望功率输出Psrt (t)。功率参考值确定单元802被配置成 根据实际风电功率输aPw(t)和输送到电网的期望功率输出P srt (t)来确定用于储能系统的 输出功率参考值PBMfl (t)。功率预测调整单元804被配置成基于下一时间点的预测风电功 率输出的变化来调整用于储能系统的输出功率参考值。
[0107] 在由风电功率预测调整单元进行调整之前,可首先由SOC反馈调整单元803来调 整用于储能系统的输出功率参考值P BMfl (t),如图8中所示。可以将SOC反馈调整单元803 配置成在风电功率预测调整单元804之前基于储能系统的荷电状态来修改用于储能系统 的输出功率参考值。可由SOC反馈调整单元803将调整功率量h (t)确定为
[0108] h (t) = 1/T [E (t) _EBnm「a TPset ⑴]
[0109] 其中,T表示用于对实际风电功率输出进行滤波的滤波器时间常数,E(t)表示在 时间t处保留在储能系统中的能量,Ebn表示储能系统的额定容量,ml表示最小能量百分比 限制,a表示电池能量限制因数,并且P srt(t)表示输送到电网的所获得的期望功率输出。
[0110] 在本公开的实施例中,可以将功率预测调整单元804进一步配置成:如果预测风 电功率输出的增加大于预定增加阈值,则增加用于储能系统的输出功率参考值;和/或如 果预测风电功率输出的减小大于预定减小阈值,则减小用于储能系统的输出功率参考值。
[0111] 在本公开的另一实施例中,可以将功率预测调整单元804配置成:通过将用于储 能系统的输出功率参考值确定为在功率输出变化率限制下的最大可允许总功率输出和储 能系统输出功率幅度限制下的最大可允许总功率输出的最小值与实际风电功率输出之间 的差,来增加用于储能系统的输出功率参考值。
[0112] 在本公开的另一实施例中,可以将功率预测调整单元804配置成:通过将用于储 能系统的输出功率参考值确定为在功率输出变化率限制下的最小可允许总功率输出和储 能系统输出功率幅度限制下的最小可允许总功率输出的最大值与实际风电功率输出之间 的差,来减小用于储能系统的输出功率参考值。
[0113] 在本公开的另一实施例中,其还可以包括变化率控制单元805,其被配置成基于变 化率限制来调整用于储能系统的输出功率参考值。优选地,可以将变化率控制单元805配 置成:如果检测到负变化率越限,则将用于储能系统的输出功率参考值确定为在一分钟功 率输出变化率限制、十分钟功率输出变化率限制下的最小可允许总功率输出和储能系统输 出功率幅度限制下的最小可允许总功率输出的最大值与实际风电功率输出之间的差。优选 地,还可以将变化率控制单元805配置成:如果检测到正变化率越限,则将用于储能系统的 输出功率参考值确定为在一分钟功率输出变化率限制、十分钟功率输出变化率限制下的最 大可允许总功率
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