一种新能源场站储能配置控制方法与流程

本发明涉及储能配置和优化，具体为一种新能源场站储能配置控制方法。

背景技术：

1、众所周知，新能源发电输出功率具有波动性，同时也会对并网带来一定的影响，常用的储能系统容量配置和优化方法主要有差额补偿法、波动平抑分析法、经济特性化优化法等。

2、差额补偿法对风电场或光伏实际出力和负荷、预测或调度计划等给定功率水平的差额进行补偿，未考虑实际运行过程中公开和容量的动态变化，配置容量不够精确；波动平抑分析法主要根据储能系统对波动功率的平抑效果进行储能系统容量的优化配置，波动率不超过某一置信区间或不超过某值，但补偿频段、补偿量和波动率之间没有直接对应；经济特性化优化法主要通过建立目标函数和约束条件，将储能系统容量作为其中的优化变量进行优化求解，目前并没有标准统一的目标函数和求解算法，且需建立多种约束条件，计算过程极其复杂。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明解决的技术问题是：现有技术对于优化变量进行求解的过程复杂、配置容量不够精确、未考虑参数间对应关系的问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种新能源场站储能配置控制方法，包括：以新能源场站输出功率的典型样本数据为基础选取出力样本数据，根据充放电量和季节因素选择所述出力样本数据的长度，并设定波动约束条件；采用一阶低通滤波和试频法确定滤波截止频率，根据所述滤波截止频率的大小确定所述新能源场站的储能容量，完成储能配置；在频率波动范围内调节低通滤波参数，获得满足平滑出力运行控制需求的最优储能额定功率及容量，实现新能源场站的储能控制。

5、作为本发明所述的新能源场站储能配置控制方法的一种优选方案，其中：所述出力样本数据的选取包括，

6、以新能源场站输出功率的典型样本数据为基础，选取历史监测数据或预测出力数据作为出力样本数据；

7、若所述历史监测数据或预测出力数据，满足采样频率至少等于信号最高频率的两倍的要求，则样本数据采样周期可以直接采用；

8、若所述历史监测数据或预测出力数据的采样周期较大，导致采样频率过小，则需要进行二次采样。

9、作为本发明所述的新能源场站储能配置控制方法的一种优选方案，其中：所述出力样本数据的长度的选择包括，

10、若所述储能用于平滑短时功率波动，则所述出力样本数据的长度为1h，若所述储能用于平滑长时功率波动，则所述出力样本数据的长度为1d；

11、若所述新能源场站的出力季节性波动较大，则选取不同季节的典型日数据，若所述典型日数据的随机性较大，可将时间延长至一周或一月；

12、对于特定季节的储能，可选取所述新能源场站的季节数据，若选取的样本数据片段不止一个，则需要对每个样本数据片段进行计算。

13、作为本发明所述的新能源场站储能配置控制方法的一种优选方案，其中：所述波动约束条件的设定包括，

14、在t时间段内并网输出有功功率波动应满足波动率不超过设定值；

15、所述波动率ft的计算包括，

16、

17、其中，δpt表示t时间段内最大功率的变化量，pn表示新能源额定功率，ptmax表示t时间段内最大输出功率，ptmin表示t时间段内最小输出功率。

18、作为本发明所述的新能源场站储能配置控制方法的一种优选方案，其中：还包括，

19、根据所述波动约束条件，每个连续时间段t内的最大和最小输出功率的计算包括，

20、ptmax(i)＝max[p(i：i+t/ts)]

21、ptmin(i)＝min[p(i：i+t/ts)]

22、其中，ptmax(i)表示每1个连续时间段t内的最大输出功率，ptmin(i)表示每1个连续时间段t内的最小输出功率，ts表示样本数据采样周期，i表示采样数点。

23、作为本发明所述的新能源场站储能配置控制方法的一种优选方案，其中：所述滤波截止频率的确定包括，

24、设定储能放电功率为正，充电功率为负，则所述新能源场站的变量关系的计算包括，

25、

26、

27、其中，pline表示并网联络线功率，pv表示新能源的输出功率，pe表示储能补偿的功率，wc表示滤波器截止频率，s表示复数频率；

28、基于所述并网联络线功率的计算获取所述新能源场站的幅频特性；

29、所述幅频特性w的计算包括，

30、

31、根据所述幅频特性的计算公式可知随着w的增大，系统的幅频响应逐渐平滑的衰减为0。

32、作为本发明所述的新能源场站储能配置控制方法的一种优选方案，其中：采用试频法获取所述滤波截止频率包括，

33、采用试频法从低频逐渐向高频截取，直至获取到最佳的滤波截止频率；

34、若所述滤波后得到的联络线功率波动率小于所述波动约束条件，则配置的储能容量偏大，可将截止频率向高频截取，反之则将截止频率向低频截取；

35、若所述滤波后得到的联络线功率波动率小于且无限接近所述波动约束条件，则对应的截止频率为最佳值。

36、作为本发明所述的新能源场站储能配置控制方法的一种优选方案，其中：所述新能源场站的储能容量的确定包括，

37、利用荷电状态soc表示储能系统的剩余能力变化；

38、当最大正能量波动时，所述荷电状态soc应不低于低限值，当最大负能量波动时，所述荷电状态soc应不高于高限值；

39、通过设定所述储能系统的荷电状态的最大允许值和最小允许值，获取满足条件的最小储能额定容量；

40、所述最小储能额定容量的计算包括，

41、

42、其中，en表示储能额定容量，max{e[n]}表示最大正能量波动值，min{e[n]}表示最大负能量波动值，s0表示初始荷电状态，smin表示荷电状态的最小允许值，smax表示荷电状态的最大允许值；

43、通过求解所述最小储能额定容量确定储能额定容量；

44、所述储能额定容量的计算包括，

45、

46、作为本发明所述的新能源场站储能配置控制方法的一种优选方案，其中：所述初始荷电状态的计算包括，

47、

48、作为本发明所述的新能源场站储能配置控制方法的一种优选方案，其中：所述储能系统的实际充放电功率的计算包括，

49、

50、

51、其中，表示储能实际充电功率，表示储能实际放电功率，表示经低通滤波得到的储能参考充电功率，表示经低通滤波得到的储能参考放电功率，ηd表示放电效率，ηc表示充电功率，n表示采样数据个数。

52、本发明的有益效果：本发明提供一种新能源场站储能配置控制方法能够根据频谱分析的结果确定低通滤波的截止频率，使补偿更准确，既能满足波动要求，又使容量尽可能小；并且本发明补偿功率的计算考虑了储能充放电损耗及充放电电量均衡的约束，得到的补偿功率更可靠；此外，本发明的储能容量和初始状态计算考虑了荷电状态的限制，使储能不会过充过放，该方法计算量小，易于实现，具有一定的实用价值，易于推广。