[發明專利]一種復合儲能的超前優化遞進控制方法

有效

• 申請號: 201310362205.X
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103401260A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 張峰;梁軍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

1.一種復合儲能的超前優化遞進控制方法，其特征是，包括：

1）通過相鄰充放區間時長的概率分布統計，確定超前預測信息的提取區間，并將其作為優化控制策略的遞進控制時間步長；

2）融合分析影響復合儲能系統運行效率的主導因素，并針對其構建充放電控制策略；

3）以SOC偏移方差最小為目標函數構建優化模型，考慮充放電功率和容量限值約束，獲取未來單步長控制過程中復合儲能介質的充放電功率預設協調變化模式；

4）最后，給出求解算法和實現步驟。

2.如權利要求1所述的方法，其特征是，所述步驟1）中，基于年度運行數據的概率分布統計確定超前預測信息的提取區間；選取實際風電場年度運行數據，采樣步長為5min，根據平抑目標確定統一平抑偏移量，以充放各一次的時長Δt為統計量，選定兩個充放區間作為遞進控制時間步長，遞進控制時間步長以（30，150）min為主要聚集區間，能夠兼顧預測精度和超前價值。

3.如權利要求1所述的方法，其特征是，所述步驟2）中，充放電策略為：

A.Uc優先動作，LiB輔助協作，簡稱Uc-LiB策略；控制原則為對于滿足限定條件的遞進區間，由Uc優先動作甚至獨立完成本區間的平抑任務，當Uc功率不足時由LiB啟動并輔助協作；核心目標在于發揮Uc的SOC大范圍變化特性，嚴格控制LiB充放電切換次數；

B.LiB主要動作，Uc輔助調整,簡稱LiB-Uc策略；控制原則為對于非Uc優先動作狀況，發揮LiB能量密度高的優勢，由其啟動并承擔主要平抑任務；對于Uc的啟動，當LiB充放電功率的變化速率越限時，Uc輔助啟動其目標在于滿足平抑功率需求，而當LiB充放電功率的變化速率不越限時，Uc輔助啟動取決于其SOC，其目標在于調整自身SOC以處于較優運行狀態；核心目標在于利用LiB能量型介質特性，實現目標功率偏移量的有效平抑，Uc運行狀態的輔助調整。

4.如權利要求3所述的方法，其特征是，所述Uc-LiB策略具有運行模式為：

模式一：遞進控制時間步長內的單次充或放區間能量低于限值E_min，Uc優先動作并在其SOC不越限、充放功率在限值范圍的前提下獨立平抑波動；當充放電功率越限時，LiB動作輔助協作；不越限時則不動作；其運行的基本條件為：

Emin-discha<Ei<Emin-chaSOCmin-Uc<SOCUc(t)<SOCmax-Uc---(3)]]>

式中E_i（i=1,2,3,4）為遞進控制步長對應的兩個充放區間的能量，且[t_s-i,t_e-i]為各充放區間的始末時刻；Δt為采樣步長；P（t）為平抑目標功率偏移量，當P（t）>0對應HESS的充電，其數值對應充電功率，反之對應放電狀態，其數值為放點功率；同理E_i>0則代表HESS吸收能量，反之為釋放能量；[E_min-discha，E_min-cha]分別為Uc優先啟動對應的充放能量區間；SOC_Uc(t)為Uc的SOC瞬時值，SOC_max-Uc、SOC_min-Uc分別為Uc的SOC運行上下限值；當滿足P_{max-discha-Uc}<P(t)<P_max-cha-Uc時，其中P_max-cha-Uc、P_{max-discha-Uc}分別為Uc的最大充、放電功率，本控制時間步長內Uc獨立完成功率平抑；反之，則LiB輔助啟動協調平抑；

模式二：遞進控制時間步長內任意兩相鄰充放區間的充電和放電能量平衡，Uc優先動作并在其SOC不越限、充放功率在限值范圍的前提下獨立平抑波動；當充放電功率越限時，LiB動作輔助協作，且僅吸收或釋放越限功率對應能量，不會造成本相鄰充放區間內的能量失衡；不越限時則不動作；其運行的基本條件為：

-δ<ΣEcha-s-|ΣEdischa-s|<δSOCmin-Uc<SOCUc(t)<SOCmax-Uc---(4)]]>

式中E_cha-s為相鄰區間的充電能量總和；E_disch-s為相應放電能量總和；δ為接近零的正數閾值；SOC_Uc(t)為Uc的SOC瞬時值，SOC_max-Uc、SOC_min-Uc分別為Uc的SOC運行上下限值；同樣，當滿足P_{max-discha-Uc}<P(t)<P_max-cha-Uc時，本相鄰區間內Uc獨立完成功率平抑；反之，則LiB輔助啟動協調平抑；

模式三：遞進控制時間步長內充電和放電能量平衡，Uc的SOC不越限、充放功率在限值范圍的前提下優先動作并獨立平抑波動；當充放電功率越限時，LiB動作輔助協作，同樣僅吸收或釋放越限功率對應能量；不越限時則不動作，其運行的基本條件為：

-δ<ΣEcha-t-|ΣEdischa-t|<δSOCmin-Uc<SOCUc(t)<SOCmax-Uc---(5)]]>

式中E_cha-t為遞進控制步長內的充電能量總和；E_disch-t為相應放電能量總和；SOC_Uc(t)為Uc的SOC瞬時值，SOC_max-Uc、SOC_min-Uc分別為Uc的SOC運行上下限值；同樣，P_{max-discha-Uc}<P(t)<P_max-cha-Uc時，本控制步長內Uc獨立完成功率平抑；反之，則LiB輔助啟動協調平抑。