[發明專利]一種適應于新能源發電側的混合儲能系統協調控制方法

有效

• 申請號: 201610992848.6
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN106532750B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 馬劍;張國斌;齊濱;宋春雨;王丹;成印健;安軍
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司濱州供電公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 談杰

技術領域

本發明屬于新能源發電并網與控制領域，用于解決電網對新能源接入消納問題。

背景技術

進入21世紀，隨著能源、環境、氣候變化問題的日益突出，能源安全和環境保護是全球關注的焦點問題。發展新能源，推進能源戰略轉型，成為世界能源發展的新趨勢。目前主要利用風能、太陽能發電，以風力發電和光伏發電為主的新能源和可再生能源行業增長速度快，技術成熟，具有模塊化開發條件和巨大的市場化背景。

目前，我國風電發展整體呈現大規模開發、遠距離傳輸、高電壓等級集中接入為主，分散接入、就地消納為輔的特點。我國光伏發電接入電網呈現出大規模集中接入與分布式接入并舉的特點。在國家政策的大力支持下，接入電網的風電和光伏容量迅速增加，在解決電力需求，改善能源結構，減少污染排放方面，起到了不可忽視的作用。

但是，以風力發電和光伏發電為主的新能源不足之處也較為明顯，新能源發電受環境溫度、天氣條件影響較大，出力具有隨機性、波動性和間歇性等特點，從電網角度而言，其不可控性較大，調峰能力差，其接入電網會影響電力系統的安全穩定運行。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種適應于新能源發電側的混合儲能系統協調控制方法，該方法對新能源出力功率數據進行提取分析，針對短時波動幅度大的波動，采用功率型儲能系統進行調節；針對長時間波動幅度小的波動，采用能量型儲能系統進行調節；能夠較好的結合不同儲能系統的快速調節能力，平抑新能源出力的波動性、間歇性和隨機性，減少新能源出力對電網穩定的影響，提高電力系統對新能源的接納能力。

為了實現上述目的，本發明包括按順序進行的下列步驟：

步驟一，計量單元采集新能源側出力功率數據，并通過通信通道傳遞給協調控制器；

步驟二，協調控制器接收新能源出力功率數據，并對其進行糾錯和濾波；

步驟三，協調控制器對處理后的新能源出力功率數據進行求導，得到新能源出力功率變化率；

步驟四，協調控制器根據新能源出力功率變化率范圍，選擇協調控制模式，包括“功率型儲能出力”、“功率型儲能+能量型儲能出力”、“能量型儲能出力”、“儲能系統不出力”，協調控制混合儲能系統的出力。

步驟二中，對所接收的新能源出力功率數據進行糾錯處理時，主要采用以下判斷條件：

式中，為當前接收的新能源出力功率采樣值，上一時刻接收的新能源出力功率采樣值，為新能源額定出力。

當協調控制器接收到的新能源出力功率數據滿足上式條件中一項或多項時，則判斷該數據錯誤，啟動數據糾錯流程，令。

對所接收的新能源出力功率數據進行濾波時，采用一階濾波算法，濾波器設計如下式所示：

式中，為濾波時間常數。

步驟四中，根據出力功率變化率對控制模式進行劃分，依據如下：

式中，為當前時刻新能源出力功率變化率，、、、為功率變化率設定值，可根據現場需要進行調整。

當時，協調控制器協調能量型儲能系統的出力，采用限幅式PID算法，其出力公式為：

式中，為比例增益，為積分時間常數，為能量型儲能系統出力指令值，為能量型儲能最大可充電功率，為能量型儲能最大可放電功率。

當時，協調控制器協調功率型儲能系統的出力，采用限幅式PID算法，其出力公式為：

式中，為比例增益，為積分時間常數，為功率型儲能系統出力指令值，為功率型儲能最大可充電功率，為功率型儲能最大可放電功率。

當時，協調控制器協調能量型儲能系統+功率型儲能系統的出力，采用限幅式PID算法，其出力公式為：

式中，為比例增益，為積分時間常數，為誤差比例系數，為能量型儲能系統出力指令值，為能量型儲能最大可充電功率，為能量型儲能最大可放電功率，為功率型儲能系統出力指令值，為功率型儲能最大可充電功率，為功率型儲能最大可放電功率。

附圖說明

圖1為本發明所提出的一種適應于新能源發電側的混合儲能系統協調控制示意圖；

圖2為本發明所采用的協調控制器中的混合儲能系統協調控制算法流程。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實例，對本發明做進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

本發明是在新能源接入容量、位置已經確定的情況下，進行混合儲能系統的協調控制。