一种用于跟踪风电计划出力的电池储能系统优化控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种储能技术与新能源发电领域的控制系统，具体设及一种用于跟踪 风电计划出力的电池储能系统优化控制方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，大规模风力发电集中并网，并参与电网实时调度。电网调度机构依据风力 发电预测曲线安排发电计划，因此，提前一天安排发电计划的优劣取决于预测的风电功率 的准确性。目前，风电功率预测的精确性虽得到稳步提高，但它的不确定性仍是一个难题。 基于其重要性，借助相关技术减小预测误差对风电规模化发展有着积极的作用。
[0003] 现行的国家能源局印发的《风电功率预测预报考核办法》与之前印发的相关文件 在考核目标方面有了较大的修订。其考核目标由之前的针对日预测曲线最大误差不超过 25%W及全天预测结果的均方根误差应小于20%，修订为调度端月平均风电功率预测预报 准确率应达到80%W上。由此可知，电池储能系统具有能量密度高、响应速度快的特点，成 为平抑风电功率预测误差的理想选择，在现有储能电池价格水平前提下，电池储能系统的 功率与容量优化配置尤为重要。
[0004] 因此，基于国家能源局印发的《风电功率预测预报考核办法》中的考核指标中风电 功率预测误差考核目标的改变，应用储能系统对其出力进行跟踪控制时，其控制对象、控制 思路与控制方法则基本不同，基于风电功率预测误差特性，我们应该对用于跟踪风电计划 出力的电池储能系统的跟踪控制进行优化，W实现性能/成本比较优的目标需要提出一种 电池储能系统的控制方法，缩小功率预测误差值，修正风电场实时功率与预报功率的偏差， 减小因不满足标准要求而引发的处罚。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供一种用于跟踪风电计划出力的电池储能系统 优化控制方法，所述控制方法用的系统包括依次连接的功率跟踪控制模块、电池管理单元 BMS、电池储能模块、功率变流器PCS、断路器、风电场、数据采集模块和介于所述数据采集模 块与电池管理单元BMS之间的数据存储和管理模块，其特征在于，所述优化控制方法包括 W下步骤：
[0006] S1，功率跟踪控制模块读取实时功率预测误差，计算功率预测误差逐时准确率，判 断功率预测误差逐时准确率是否越限；
[0007]S2，判断电池储能系统参与跟踪风电计划出力的跟踪深度；
[000引 S3,根据电池荷电状态SOC和步骤S2的跟踪，所述功率跟踪控制模块控制电池管 理单元对电池储能系统进行控制，输出相应功率。
[0009] 优选地，所述步骤S1包括W下步骤：
[0010] 所述数据采集模块实时采集风电场的实际输出功率和储能电池荷电状态SOC并 传给所述数据存储与管理模块和所述功率跟踪控制模块；
[0011] 所述功率跟踪控制模块将风电场实时功率值与预测功率值的差作为实时预测误 差值AP"ww，W天为跟踪时间窗口，Wk化=1，2,3…巧）分钟为跟踪步长，计算功率预测 误差逐时准确率rW比较rw与控制要求允许值0Petmit;若r?小于0PetmW则启动所述电 池储能系统；若rw等于或大于0Petmit，则不启动所述电池储能系统。
[0012] 优选地，所述步骤S2包括W下步骤：
[0013] 当所述功率预测误差逐时准确率rw小于0 时，比较所述实时预测误差值 的绝对值IAP"wwl与电池储能系统最大出力Peatt.max，判断电池储能系统参与跟 踪风电计划出力的跟踪深度。
[0014] 优选地，当所述功率预测误差逐时准确率ry/j、于0 拥，若实时预测误差的绝 对值IAP"w(i)I小于等于最大出力Peatt.m。,，则电池储能系统动作的功率为I I;若实 时预测误差的绝对值IAP"wwl大于最大出力1\。《.。。,，则电池储能系统动作的功率值为最 大功率
[0015] 优选地，将所述电池储能系统荷电状态SO。划分为五个区域：
[0016] 上限制区；S0Ci>S0Cmax;下调跟踪区；50 %S0Ce《S0Ci<S0Cmax;回归区； S0C产 50%SOCe;上调跟踪区；S0Cmh<S0Ci《50%SOCe;下限制区；S0Ci《SOCm化；
[0017] 上述区域中，SOCmi。为储能电池运行比较高效的最小soc取值；soc为储能电池 运行比较高效的最大S0C取值；S0C。为电池储能系统额定容量时对应的S0C值。
[001引优选地，所述步骤S3所述功率跟踪控制模块控制电池管理单元对电池储能系统 的控制包括如下步骤：
[0019] 当S0Cmh<S0Ci<S0Cmax，且r(i)< 0Permit，AP福(1)<〇,则电池储能系统W I或Pewt.m。前功率大小释放功率于风电场节点诺S〇Ci《SOCmi。，电池储能系统不 动作；
[0020] 当S0Cmin<S0Ci<S0Cmax，且r(i)< 0Permit，AP?nd(i)>〇,则电池储能系统W I或Pestt.mJ勺功率向风电场节点吸收功率；若S〇Ci>SOCm。拥，电池储能系统不 动作；
[0021] 若S0Ci<50%S0C，且r(u> 0Permit，向风电场节点吸收功率，使so。回归至50% SOCe;
[0022] 若so。>50%S0C，且r(u> 0Permit，向风电场节点释放功率，使so。回归至50% SOCe;
[002引其中，SOCmi。为储能电池运行比较高效的最小S0C取值；S0Cmax为储能电池运行比 较高效的最大S0C取值；S0C。为电池储能系统额定容量时对应的S0C值。
[0024] 优选地，步骤S3所述功率跟踪控制模块输出的控制命令包括；
[002引若S0Cm化<S0Ci<50%S0Ce，r。)<eperm"，AP"nd(。<0，且|APw化d山l<PBa?. ma拥，电池储能系统出力为PBa?(i)=AP"nd(i);
[0026] 若S0Cm化<S0Ci<50%S0Ce，r。)<eperm"，AP"nd(。<0，且|APw化d山l>PBa?. ma拥，电池储能系统出力为PBa?(。=PBatt.max;
[0027] 若S0Cm化<S0Ci<50%S0Ce，r。)<eperm"，AP"nd(。>0，且|APw化d山l<PBa?. ma拥，电池储能系统出力为PBa?(i)=AP"ndW;
[002引若S0Cm化<S0Ci<50%S0Ce，r。)<eperm"，AP"nd(。>0，且|APw化d山l>PBa?. ma拥，电池储能系统出力为PBa?(。=-PBatt.max;
[002W若 50%S0Ce<S0Ci<S0Cmax，r("<ePerm",AP"nd(i)<0,且IAP"ndJ<Pb3?.ma拥，电池储能系统出力为PBa?(i)= AP"ndW;
[0030] 若 5〇%SOCe<SOCi<SOCmax，r("<ePerm",AP"nd(i)<〇,且IAP"ndJ>PBa?. ma拥，电池储能系统出力为PBa?(。=PBatt.max;
[0031] 若 5〇%SOCe<SOCi<SOCmax，r("<ePerm",AP"nd(i)>〇,且IAP"ndJ<Pb3?. ma拥，电池储能系统出力为PBa?(i)= AP"ndW;
[003引若 50%SOCe<SOCi<SOCmax，r("<ePerm",AP"nd(i)>0,且IAP"ndJ>PBa?.ma拥，电池储能系统出力为PBa?(。=-PBatt.max;
[003引若SOCi=SO