[發(fā)明專利]一種風(fēng)電爬坡優(yōu)化控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510770528.1
• 申請日: 2015-11-12
• 公開（公告）號: CN105262117A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉天琪;何川;胡曉通;李茜;曾雪婷;蘇學(xué)能
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/28
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 崔建中

1.一種風(fēng)電爬坡優(yōu)化控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：采用滑動(dòng)平均濾波方法得到風(fēng)電功率平抑目標(biāo)；風(fēng)電功率出力數(shù)據(jù)P_W(t)由風(fēng)電功率平抑目標(biāo)P_Z(t)和風(fēng)電隨機(jī)的波動(dòng)功率e(t)組成，即P_W(t)＝P_Z(t)+e(t),t＝1,2,...,N，假定每q個(gè)相鄰數(shù)據(jù)的小區(qū)間內(nèi)的風(fēng)電功率是平穩(wěn)的，取q個(gè)相鄰數(shù)據(jù)的平均值作為平滑后的風(fēng)電功率，即PZ(t)=1qΣk=1qPW(t-q+k),t=q,q+1,...,N;]]>

S2：使用奇異值分解理論對波動(dòng)功率e(t)進(jìn)行分解，使波動(dòng)功率在電池和超級電容器之間有效分配；假定需要進(jìn)行分解的波動(dòng)功率E＝[e(1),e(2),…,e(N)]，構(gòu)造Hankel矩陣：

在Hankel矩陣中，n為嵌入維數(shù)，1<n<N；令m＝N-n+1，H∈R^m×n，那么，存在正交矩陣U∈R^m×m和V∈R^n×n，使得H分解為H=UΣ000VT,]]>式中，Σ＝diag(σ₁,σ₂,…,σ_r)為H的奇異值，r為H的秩，且σ₁≥σ₂≥…≥σ_r≥0；將H=UΣ000VT]]>寫成向量形式，即這樣，波動(dòng)功率e(t)被分解為一系列功率分量的線性疊加，在電池與超級電容之間進(jìn)行分配，選擇奇異值較大的功率分量分配給電池，剩余的分配給超級電容；

S3：根據(jù)歷史風(fēng)電數(shù)據(jù)，確定風(fēng)電爬坡儲(chǔ)能設(shè)備最佳荷電狀態(tài)；不同儲(chǔ)能設(shè)備在不同風(fēng)電出力狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)最佳荷電狀態(tài)為SOC(best)=SOC10≤PW≤k1p.u.SOCiki-1p.u<PW≤kip.u.SOCnkn-1p.u<PW≤1p.u,]]>其中，i＝2,3,…,n-1，SOC₁<SOC₂<…<SOC_i<…<SOC_n，0<k₁<k₂<…<k_n-1<1；

S4：利用風(fēng)電功率預(yù)測值，得到不同儲(chǔ)能設(shè)備的平抑功率，對儲(chǔ)能設(shè)備的剩余電量進(jìn)行預(yù)計(jì)算，進(jìn)而對儲(chǔ)能設(shè)備的荷電狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判；使用的儲(chǔ)能設(shè)備剩余電量E(t)遞推關(guān)系為：充電時(shí)，E(t)＝(1-δ_sdr)E(t-1)+P_ESS(t)Δtη_C，放電時(shí)荷電狀態(tài)SOC(t)＝E(t)/E_N，運(yùn)行約束條件：-P_m≤P_ESS(t)≤P_m、SOC_min≤SOC(t)≤SOC_max；其中，P_EES(t)為儲(chǔ)能設(shè)備t時(shí)段內(nèi)的充放電功率，δ_sdr為儲(chǔ)能設(shè)備的自放電率，Δt為每次充放電的時(shí)間，η_C和η_D分別為儲(chǔ)能設(shè)備的充電效率和放電效率，E_N為儲(chǔ)能設(shè)備的額定容量，P_m為儲(chǔ)能設(shè)備的本身功率特性所決定的最大充放電功率，SOC_min和SOC_max分別為荷電狀態(tài)的下限和上限；

S5：根據(jù)預(yù)判的荷電狀態(tài)是否超出運(yùn)行約束條件，決定對儲(chǔ)能設(shè)備當(dāng)前充放電功率是否進(jìn)行修正；具體為：

1)、預(yù)測周期T內(nèi)儲(chǔ)能設(shè)備荷電狀態(tài)沒有越限，儲(chǔ)能設(shè)備按照預(yù)先分配的平抑功率進(jìn)行平抑；

2)、預(yù)測周期T內(nèi)儲(chǔ)能設(shè)備荷電狀態(tài)越上限，引入多步充放電因子α，0<α<1，當(dāng)前充放電功率修正功率為式中，P′_ESS(t)為修正后儲(chǔ)能設(shè)備當(dāng)前平抑功率，E_e代表預(yù)測周期T內(nèi)儲(chǔ)能設(shè)備超過荷電狀態(tài)上限的總電量；

3)、預(yù)測周期T內(nèi)儲(chǔ)能設(shè)備荷電狀態(tài)越下限，當(dāng)前充放電功率修正功率為式中，E_s代表預(yù)測周期T內(nèi)儲(chǔ)能設(shè)備超過荷電狀態(tài)下限的總電量。

2.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電爬坡優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述平抑功率，即預(yù)測的平抑功率為考慮誤差后所預(yù)測的平抑功率，表示為P^ESS′(t)=P^ESS(t)+Peu(t),ramp up eventP^ESS′(t)=P^ESS(t)+Ped(t),ramp down event,]]>其中，為考慮預(yù)測誤差后儲(chǔ)能設(shè)備的預(yù)測平抑功率，為儲(chǔ)能設(shè)備的預(yù)測平抑功率，P_eu(t)和P_ed(t)分別為儲(chǔ)能設(shè)備的預(yù)測平抑功率在不同時(shí)間尺度t下，一定置信區(qū)間內(nèi)的誤差上界和下界。