专利名称：降低弃风率及跟踪风电计划出力的混合储能系统控制方法
技术领域：
本发明属于风カ发电技术领域，具体涉及ー种降低弃风率及跟踪风电计划出力的混合储能系统控制方法。
背景技术：
风电作为清洁能源，具有可再生、成本低、无污染、能量大、前景广等优点而成为实现低碳电カ可持续发展的重要选择。但风电固有的随机性、间歇性和不可调度性等特点，导致其大規模并网将对电网的调度运行带来诸多不利影响，甚至威胁电网的安全稳定运行，目前各大风电场弃风现象严重，严重影响经济效益。为了减小风电对电カ系统的冲击，客观上需要一定规模的灵活调节电源与之匹配。由于风电场在限制风电出力时，应严格执行电网调度机构下达的调度计划曲线(含实时调度曲线并)，超出曲线部分的电量即限风时段内实发电力超出计划电力的允许偏差范围的电量，风电场将承担相应的经济责任。混合储能系统与风电的联合应用，将有助于減少风电出力与计划出力间的偏差，改善系统运行的经济性。储能电池主要包括锂离子电池、全钒氧化还原液流电池等。虽然每种储能电池各有优缺点，但总体而言，普遍具有循环寿命短、功率密度低，能量密度高的特点，从而限制了电池储能系统在风电波动剧烈场合的应用。超级电容是典型的功率型储能器件，具有响应速度快，功率密度大，能量密度低，循环寿命长等特点，与储能电池有较强的互补性。由储能电池与超级电容组成的混合储能系统利用超级电容与储能电池的互补性，具有功率密度大、能量密度高、循环寿命长的特点，提高了储能系统的技术经济性。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种降低弃风率及跟踪风电计划出力的混合储能系统控制方法，通过混合储能系统与风カ发电联合应用，降低弃风率，減少风电出力与计划出力的偏差，从而提高风电跟踪风电计划出力的能力。为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案本发明提供一种降低弃风率及跟踪风电计划出力的混合储能系统控制方法，所述方法包括以下步骤步骤1:数据采集模块采集风电实时功率Pwe (t)、风速V和当前计划出力PMf，并将采集数据输入数据处理模块；步骤2 :根据所述风速V计算风电理论功率Pwt (t)；步骤3 :比较所述风电实时功率PwJt)和风电理论功率PWT(t)，判断是否存在弃风；A)若Pwt (t)-Pwe(t) > e p,则存在弃风,计算风电理论功率Pwt (t)与当前计划出力
Pref的误差e t ；A-1)若I e t| > e ，则混合储能系统充放电
e t > 0吋，混合储能系统充电，Pess (t) = Pref-Pwi⑴；e t < 0 时,混合储能系统放电，Pess (t) = Pref-PffG (t)；A-2)若I e t|≤e ref,则混合储能系统不动作，Pess(t) = 0 ；B)若Pwt (t)-Pwe⑴≤e p，则不存在弃风，计算风电实时功率Pwe(t)与当前计划出力Pref的误差e g ;B-1)若I e g| > e ，则混合储能系统充放电e g > 0吋，混合储能系统充电，Pess (t) = Pref-Pffc⑴；e g < 0 时，混合储能系统放电，PESS(t) =Pref_PWG(t)；B-2)若I e g| く e Mf，则混合储能系统不动作，PEss (t) = 0 ；其中ep为设定的风电功率允许误差參考值，e 为设定的相对误差參考值；步骤4 :根据混合储能系统实际出力Pess⑴计算滑动平均值PMfb ；步骤5 :读取电池储能系统荷电状态SOC值和超级电容端电压U。；步骤6 :根据电池储能系统荷电状态SOC值和超级电容端电压U。分别对储能电池的充放电功率Pbess (t)和超级电容的充放电功率PJt)进行分配，修正所述混合储能系统实际出力Pess⑴。所述混合储能系统包括数据采集模块、数据处理模块、混合储能分配模块、电池储能系统和超级电容储能系统；所述步骤2和步骤3由数据处理模块执行，实现第一级控制，所述步骤4至步骤6由混合储能分配模块执行，实现第二级控制。所述步骤2中，根据所述风速V计算风电理论功率Pwt⑴如下
权利要求
1.降低弃风率及跟踪风电计划出力的混合储能系统控制方法，其特征在于所述方法包括以下步骤 步骤1:数据采集模块采集风电实时功率pwe(t)、风速V和当前计划出力Pm，并将采集数据输入数据处理模块； 步骤2 :根据所述风速V计算风电理论功率Pwt (t)； 步骤3 :比较所述风电实时功率Pwe(t)和风电理论功率Pwt (t)，判断是否存在弃风； A)若Pwt(t)-Pwe(t)> ε p，则存在弃风，计算风电理论功率Pwt(t)与当前计划出力Praf的误差ε t ； A-1)若I ε t| > ε Mf，则混合储能系统充放电 ε t > O时，混合储能系统充电，Pess (t) = Pref-Pffl (t)； ε t < O时,混合储能系统放电，Pess(t) = Pref-Pwc(t); A-2)若I ε t|彡ε Mf，则混合储能系统不动作，Pess⑴=O ； B)若Pwt(t)-Pwe(t)( ερ，则不存在弃风，计算风电实时功率Pwe(t)与当前计划出力Pref的误差ε g ； B-1)若I ε g| > ε Mf，则混合储能系统充放电 ε g > O时，混合储能系统充电，Pess (t) = Pref-Pffc(t)； ε g < O时,混合储能系统放电，Pess(t) = Pref-Pwc(t); B-2)若I ε g|彡ε Mf，则混合储能系统不动作，Pess⑴=O ； 其中％为设定的风电功率允许误差参考值，ε%为设定的相对误差参考值； 步骤4 :根据混合储能系统实际出力Pess (t)计算滑动平均值Prrfb ; 步骤5 :读取电池储能系统荷电状态SOC值和超级电容端电压U。； 步骤6 :根据电池储能系统荷电状态SOC值和超级电容端电压U。分别对储能电池的充放电功率Pbess(t)和超级电容的充放电功率PJt)进行分配，修正所述混合储能系统实际出力 Pess (t)。
2.根据权利要求1所述的降低弃风率及跟踪风电计划出力的混合储能系统控制方法，其特征在于所述混合储能系统包括数据采集模块、数据处理模块、混合储能分配模块、电池储能系统和超级电容储能系统；所述步骤2和步骤3由数据处理模块执行，实现第一级控制，所述步骤4至步骤6由混合储能分配模块执行，实现第二级控制。
3.根据权利要求1所述的降低弃风率及跟踪风电计划出力的混合储能系统控制方法，其特征在于所述步骤2中，根据所述风速V计算风电理论功率Pwt(t)如下
4.根据权利要求1所述的降低弃风率及跟踪风电计划出力的混合储能系统控制方法，其特征在于所述步骤3中，ε t和ε g计算如下
5.根据权利要求1所述的降低弃风率及跟踪风电计划出力的混合储能系统控制方法，其特征在于所述步骤4中，根据混合储能系统实际出力PESS(t)计算滑动平均值如下
6.根据权利要求1所述的降低弃风率及跟踪风电计划出力的混合储能系统控制方法，其特征在于所述步骤6包括以下步骤 步骤6-1 :对储能电池的充放电功率Pb_(t)和超级电容的充放电功率PJt)进行分配； A)若超级电容器端电压U。满足Ucmin^ Uc ^ Ucmax时有 A-1)若电池储能系统荷电状态SOC满足SOCmin ( SOC ( SOCmax，有
全文摘要
本发明提供降低弃风率及跟踪风电计划出力的混合储能系统控制方法，包括以下步骤采集风电实时功率PWG(t)、风速v和当前计划出力Pref；计算风电理论功率PWT(t)；比较所述风电实时功率PWG(t)和风电理论功率PWT(t)，判断是否存在弃风；计算滑动平均值Prefb；读取电池储能系统荷电状态SOC值和超级电容端电压Uc；分别对储能电池的充放电功率Pbess(t)和超级电容的充放电功率Pc(t)进行分配，修正所述混合储能系统实际出力PESS(t)。本发明通过混合储能系统与风力发电联合应用，降低弃风率，减少风电出力与计划出力的偏差，从而提高风电跟踪风电计划出力的能力。
文档编号H02J7/00GK103023157SQ20121045220
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者李建林, 房旭雪, 修晓青, 李蓓, 惠东 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司