一種風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)中儲(chǔ)能soc優(yōu)化控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)中儲(chǔ)能SOC優(yōu)化控制方法，根據(jù)未來(lái)一段時(shí)間風(fēng)電場(chǎng)的預(yù)測(cè)功率，采用粒子群算法對(duì)SOC優(yōu)化模型進(jìn)行求解得到儲(chǔ)能系統(tǒng)的最優(yōu)SOC范圍在風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)實(shí)時(shí)的荷電狀態(tài)，得到其相對(duì)于最優(yōu)SOC范圍的荷電狀態(tài)偏移比例，將荷電狀態(tài)偏移比例和儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的設(shè)定功率作為輸入，濾波時(shí)間常數(shù)作為輸出，采用模糊控制策略實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)濾波時(shí)間常數(shù)，通過(guò)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)時(shí)功率進(jìn)行低通濾波來(lái)平抑并網(wǎng)功率。本發(fā)明根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的預(yù)測(cè)功率來(lái)提前調(diào)整儲(chǔ)能系統(tǒng)的SOC，避免出現(xiàn)過(guò)充過(guò)放，從而長(zhǎng)期平滑風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率。
【專利說(shuō)明】—種風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)中儲(chǔ)能SOC優(yōu)化控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)電場(chǎng)功率波動(dòng)平抑【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地講，涉及一種風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)中儲(chǔ)能SOC優(yōu)化控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，風(fēng)力發(fā)電憑借其綠色環(huán)保、資源豐富等優(yōu)勢(shì)，得到了世界各國(guó)的重視，成為非化石燃料發(fā)電的重要來(lái)源。但風(fēng)能具有隨機(jī)性和間歇性的特點(diǎn)，獨(dú)立的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)難以提供穩(wěn)定、連續(xù)的功率輸出，波動(dòng)性較大，直接并入電網(wǎng)必然會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，從電網(wǎng)安全角度考慮，為風(fēng)電場(chǎng)引入儲(chǔ)能裝置來(lái)平抑其功率波動(dòng)，建立風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)是未來(lái)風(fēng)力發(fā)電的必然趨勢(shì)。
[0003]風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)是通過(guò)儲(chǔ)能快速地吸收剩余能量或補(bǔ)充功率缺額來(lái)平抑風(fēng)電場(chǎng)的功率波動(dòng)的，所以在利用儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑風(fēng)電場(chǎng)的功率波動(dòng)的時(shí)候，無(wú)法保證對(duì)其進(jìn)行有規(guī)律的充放電，容易出現(xiàn)過(guò)充過(guò)放，這不僅會(huì)影響其使用壽命，增加投入成本，而且在功率波動(dòng)劇烈時(shí)可能會(huì)使其充放電能力不足，影響風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行的安全。如果在制定儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電策略時(shí)，加入對(duì)其SOC(State of Charge，荷電狀態(tài))的額外控制，就可以在平抑風(fēng)電場(chǎng)功率波動(dòng)的同時(shí)，避免儲(chǔ)能系統(tǒng)的過(guò)充過(guò)放，使其能夠長(zhǎng)期平滑風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率，因此，研究風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)中儲(chǔ)能SOC的控制方法是十分重要的。
[0004]在國(guó)內(nèi)外對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑功率波動(dòng)的研究中，對(duì)儲(chǔ)能SOC的控制，通常是根據(jù)SOC的實(shí)時(shí)信息，采用一定的控制策略來(lái)調(diào)整儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)定功率，使其SOC不斷靠近適中的位置，進(jìn)而避免過(guò)充過(guò)放。但是由于風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的波動(dòng)是毫無(wú)規(guī)律的，在未來(lái)一段時(shí)間儲(chǔ)能系統(tǒng)可能放電多也可能充電多，SOC適中的位置對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)并不總是最優(yōu)的，因此也無(wú)法完全避免過(guò)充過(guò)放，進(jìn)而影響功率波動(dòng)平抑效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)中儲(chǔ)能SOC優(yōu)化控制方法，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的預(yù)測(cè)功率來(lái)提前調(diào)整儲(chǔ)能系統(tǒng)的S0C，避免出現(xiàn)過(guò)充過(guò)放，從而長(zhǎng)期平滑風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)中儲(chǔ)能SOC優(yōu)化控制方法，包括以下步驟:
[0007]S1:求解最優(yōu)SOC范圍，具體步驟為:
[0008]周期性地對(duì)風(fēng)電場(chǎng)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)電功率進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，Pwjre(t,)為風(fēng)電系統(tǒng)在h時(shí)刻的預(yù)測(cè)功率，ti = iX At, i = l,2,..., N, N表示預(yù)測(cè)時(shí)間預(yù)定的時(shí)間步長(zhǎng)個(gè)數(shù)，At表示時(shí)間步長(zhǎng)；
[0009]最優(yōu)SOC范圍優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)為:
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)中儲(chǔ)能SOC優(yōu)化控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 51:求解最優(yōu)SOC范圍，具體步驟為: 周期性地對(duì)風(fēng)電場(chǎng)在SOC優(yōu)化時(shí)間窗口的發(fā)電功率進(jìn)行功率預(yù)測(cè)，Pwjre(t,)為風(fēng)電系統(tǒng)在ti時(shí)刻的預(yù)測(cè)功率，ti = iX At，i = 1，2，…，N; 最優(yōu)SOC范圍優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能SOC優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟S2中，采用模糊控制策略得到濾波時(shí)間常數(shù)的T的具體方法為: 輸入1:荷電狀態(tài)偏移比例ρι.οΔΜ。，取其語(yǔ)言變量為Ε1，其論域?yàn)檫B續(xù)論域[-50% ,50% ]，對(duì)應(yīng)的模糊子集為{他，匪，吧，20汁5，？1汁8}，分別表示當(dāng)前儲(chǔ)能系統(tǒng)的SOC值相對(duì)于最優(yōu)SOC范圍為{極低，很低，偏低，適中，偏高，很高，極高}； 輸入2:設(shè)定功率Pb Mf，取其語(yǔ)言變量為E2，對(duì)應(yīng)的模糊子集為{N，P}，當(dāng)Pb < O時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)處于充電狀態(tài)，用N表示，當(dāng)Pb > O時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)處于放電狀態(tài)，用P表示； 輸出:濾波時(shí)間常數(shù)T，取其語(yǔ)言變量為U，其論域?yàn)殡x散論域{Os，500s, 1000s, 1500s,2000s, 2500s, 3000s}，對(duì)應(yīng)的模糊子集為{ES，VS, SM, M, BM, VB, EB}，分別表示濾波時(shí)間常數(shù)取值為{極小，很小，偏小，中，偏大，很大，極大}; 模糊控制規(guī)則表為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲(chǔ)能SOC優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述荷電狀態(tài)偏移比例proΔsoc的隸屬度函數(shù)為高斯隸屬函數(shù)，即:
【文檔編號(hào)】H02J3/28GK103956758SQ201410212082
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】鄒見(jiàn)效, 徐紅兵, 彭超, 辛?xí)詭? 石潔 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)