[發明專利]基于功率頻譜實時在線分析的混合儲能協調控制方法

有效

• 申請號: 201610080361.0
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105576703B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 唐成虹;王勁松;鄭玉平
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;H02J3/32
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種基于功率頻譜實時在線分析的混合儲能協調控制方法，屬于新能源接入和微電網技術領域。

背景技術

隨著我國常規能源供給形勢日趨緊張和環境保護的迫切要求，越來越多的目光轉向新能源，新能源的大力發展是解決能源短缺、能源利用與環境保護之間的尖銳矛盾的必然選擇，光伏、風力發電等新能源發電技術得到了迅速發展，然而，新能源發電存在間歇性和供電不穩定性，大規模接入會對電網運行和管理帶來的負面影響會日趨嚴重，因此，平抑新能源的輸出功率波動對新能源的大規模并網具有重要意義。

光伏、風電等新能源發電具有很強的波動性，為了減小發電設備輸出有功功率的波動，消除日功率負荷曲線的毛刺，需要儲能系統對發電設備輸出有功功率進行平滑處理，設計高效的控制優化策略，充分發揮儲能容量的利用效率達到功率波動平抑目標，對于提高新能源功率波動平抑效果具有重要意義。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于功率頻譜實時在線分析的混合儲能協調控制方法。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

基于功率頻譜實時在線分析的混合儲能協調控制方法，包括以下步驟，

S1)設定平抑控制目標；

所述平抑控制目標為一定時間尺度內系統合成輸出功率變化的預設目標；

S2)設定實測SOC為約束目標；

即分別設定超級電容和蓄電池的SOC上限值、SOC最大值、SOC下限值和SOC最小值；

S3)對功率樣本頻譜進行實時在線分析，得到功率樣本頻譜的幅值、頻率以及Nyquist頻率；

S4)確定混合儲能系統總補償頻段和總輸出功率；

S5)分別確定超級電容和蓄電池的補償頻段和輸出功率；

S6)根據S2)的約束目標對超級電容輸出功率進行約束調節，控制超級電容的儲能輸出進行功率波動平抑；

S7)根據S2)的約束目標對蓄電池輸出功率進行約束調節，控制蓄電池的儲能輸出進行功率波動平抑。

平抑控制目標公式為，

其中，γ為平抑控制目標，P₀為目標總輸出功率，max(P₀)、min(P₀)為目標總輸出功率的最大值和最小值，P_race為額定功率。

步驟S3中，功率樣本頻譜的幅值為，

S_dg＝F(P_dg)＝[S_dg(1),...,S_dg(n),...，S_dg(N_s)]^T

其中，S_dg為功率樣本頻譜幅值，P_dg＝[P_dg(1),...,P_dg(n),...,P_dg(N_s)]^T為可再生能源功率輸出樣本數據，F(·)為離散傅里葉變換，P_dg(n)為第n個采樣點數據，S_dg(n)為第n個采樣點幅值，n∈[1,N_s]且為整數，N_s為采樣點個數，T為樣本時間窗；

功率樣本頻譜的頻率為，

其中，f_dg(n)為第n個采樣點頻率，f_s為P_dg的采樣頻率，T_s為P_dg的采樣周期；

功率樣本頻譜的Nyquist頻率為，

其中，f_N為Nyquist頻率。

確定混合儲能系統總補償頻段和總輸出功率的過程為，

A1)設定初始的補償頻段f_ps＝f_ps0；

A2)根據補償頻段f_ps，得到S₀；