[發明專利]一種基于混合儲能的風電功率平抑方法

有效

• 申請號: 201310154010.6
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103236708A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 鄒見效;彭超;辛曉帥;徐紅兵;張珍珍;戴碧蓉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38;H02J7/00;H02J15/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于風電場混合儲能技術領域，更為具體地講，涉及一種基于混合儲能的風電功率平抑方法。

背景技術

隨著風電大規模并網，其功率波動對電網的沖擊越來越突出。而儲能系統具有的短時快速吸收和釋放能量的特點，能夠有效彌補風電輸出功率間歇性、波動性的缺點，因此在風力發電并網系統中配置儲能系統已經成為平抑風電輸出功率波動的有效手段之一。由超級電容和儲能電池組成的混合儲能系統，彌補了單一儲能技術的不足，因此越來越多的風電場開始配置混合儲能系統。

混合儲能系統可以對風電場輸出功率中某一特定頻段的波動成分進行補償，從而實現風電功率波動平抑。將儲能設定功率分為頻繁波動部分和平滑部分，分別由超級電容和儲能電池承擔，可以實現對平抑需求的快速響應。混合儲能系統設定功率可以由風電場實時輸出功率經濾波器得到。

圖1是現有技術采用低通濾波方式進行風電功率平抑的控制流程圖。如圖1所示，風電場輸出的風電實時功率P_wf經過平抑低通濾波得出平抑后的功率P_out，混合儲能設定功率P_{Hess_ref}由平抑后的功率P_out減去風電實時功率P_wf相減得到。采樣分配低通濾波，提取混合儲能設定功率P_{Hess_ref}中低頻功率部分并經過限值環節使儲能電池設定功率P_Bat在其能力范圍內，超級電容將承擔剩余高頻部分即混合儲能設定功率P_{Hess_ref}減去儲能電池設定功率P_Bat，得到的超級電容設定功率P_SC。

將混合儲能設定功率P_{Hess_ref}分為頻繁波動部分即P_SC和平滑部分P_Bat，分別由超級電容和儲能電池承擔，可以實現對平抑需求的快速響應。

目前的研究集中在如何利用有限的儲能能力實現功率平抑，而很少考慮系統整體充放電能力和不同儲能設備之間的協調。如何針對不同充放電特性的儲能設備進行功率分配，避免出現儲能設備深充過放現象是實現混合儲能風電功率平抑的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，針對由超級電容和儲能電池組成的混合儲能系統提供一種基于混合儲能的風電功率平抑方法，以實現了混合儲能系統的功率優化分配，同時避免了儲能設備的過充過放，延長使用壽命。

為實現以上目的，本發明基于混合儲能的風電功率平抑方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）、優化控制層制定并執行儲能系統的功率優化策略，為混合儲能系統提供設定功率P_{Hess_ref}；

1.1）、風電場的風電實時功率P_wf經風電平抑低通濾波器濾波剔除其中的高頻分量后，得到注入電網的平抑后的期望輸出功率P_{out_exp}；

1.2）、根據混合儲能系統平均SOC以及期望SOC，計算出功率調節值P_adjust：

P_adjust=（SOC_avg-SOC_avg__exp）×K_Hess

其中，K_Hess為比例系數，與混合儲能系統儲能設定的容量有關，設定的容量越大，其值越小，反之亦然；

混合儲能系統平均SOC以及期望SOC分別為：

SOCavg=SOCBat×QBat+SOCSC×QSCQBat+QSC]]>