資源描述：
《電池儲(chǔ)能平抑短期風(fēng)電功率波動(dòng)運(yùn)行策略_婁素華.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第38卷第2期Vol．38No．22014年1月25日J(rèn)an．25，2014DOI:10．7500/AEPS201212049電池儲(chǔ)能平抑短期風(fēng)電功率波動(dòng)運(yùn)行策略111121婁素華，吳耀武，崔艷昭，易林，王建軍，侯婷婷(1．強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，華中科技大學(xué)，湖北省武漢市430074;2．國(guó)網(wǎng)上海市電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，上海市200002)摘要:為了改善風(fēng)電場(chǎng)出力特性，提出了一種新的電池儲(chǔ)能平抑風(fēng)電場(chǎng)出力短期波動(dòng)的運(yùn)行控制策略———超前控制策略。超前控制策略基于當(dāng)前的簡(jiǎn)單控制策略，
2、考慮了未來(lái)的風(fēng)電出力波動(dòng)對(duì)儲(chǔ)能裝置的當(dāng)前充放電行為的影響，是一種具有前瞻性的方法。在超前控制策略中，引進(jìn)了風(fēng)電預(yù)測(cè)可信周期的概念，并通過(guò)滾動(dòng)優(yōu)化計(jì)算實(shí)現(xiàn)電池儲(chǔ)能的動(dòng)態(tài)控制。該方法可降低儲(chǔ)能電池的荷電狀態(tài)約束對(duì)其充放電行為的影響，可有效提高儲(chǔ)能電池的利用效率。利用該運(yùn)行控制策略對(duì)某大型風(fēng)電場(chǎng)與電池儲(chǔ)能聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)的出力特性進(jìn)行了研究，結(jié)果證明了該策略的有效性。關(guān)鍵詞:風(fēng)電波動(dòng)率;電池儲(chǔ)能系統(tǒng);超前控制策略;短期波動(dòng)0引言濾波時(shí)間常數(shù)，從而將風(fēng)—儲(chǔ)聯(lián)合輸出1min級(jí)和30min級(jí)功率波動(dòng)限定在規(guī)定范
3、圍內(nèi)。文獻(xiàn)［11-隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益突出，世12］采用基于電池荷電狀態(tài)(SOC)反饋的控制方式界各國(guó)大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電，中國(guó)已有越來(lái)越多的大來(lái)修正風(fēng)—儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)中電池出力的大小，以避免型風(fēng)電場(chǎng)相繼并網(wǎng)運(yùn)行。與常規(guī)電源相比，風(fēng)能是電池出現(xiàn)過(guò)充過(guò)放，但存在不能連續(xù)平滑調(diào)節(jié)的缺一種隨機(jī)性、間歇性能源，而且目前風(fēng)電出力預(yù)測(cè)精［1］點(diǎn)。度不高，這些特點(diǎn)導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)不能提供持續(xù)穩(wěn)定然而，目前的研究方法大都是即時(shí)調(diào)節(jié)，即只根的可控功率，發(fā)電可調(diào)度性差，大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng)將據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的風(fēng)電出力波動(dòng)來(lái)確定
4、儲(chǔ)能的出力，而對(duì)系統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻、安全穩(wěn)定、電能質(zhì)量等產(chǎn)生重大很少考慮未來(lái)的風(fēng)電功率波動(dòng)對(duì)當(dāng)前時(shí)刻儲(chǔ)能的充影響。因此，改善風(fēng)電場(chǎng)的電能質(zhì)量，提高風(fēng)電場(chǎng)輸放電行為的影響;實(shí)際上儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前的充放電策出功率穩(wěn)定性的研究越來(lái)越受到重視。略不僅會(huì)改變當(dāng)前風(fēng)—儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)的出力，而且很目前，采用儲(chǔ)能系統(tǒng)與風(fēng)電場(chǎng)配合運(yùn)行已成為［2-4］可能影響其未來(lái)的波動(dòng)平抑能力，進(jìn)而影響未來(lái)時(shí)平滑風(fēng)電場(chǎng)出力功率波動(dòng)的重要途徑之一，國(guó)內(nèi)刻的風(fēng)—儲(chǔ)聯(lián)合輸出功率的平滑性。外已有一些相關(guān)的研究成果。文獻(xiàn)［5-7］研究了采降低風(fēng)電出力
5、的變化速率，需要配備具有功率用飛輪等快速響應(yīng)的儲(chǔ)能裝置調(diào)節(jié)風(fēng)電單機(jī)出力波快速響應(yīng)能力的儲(chǔ)能裝置，而對(duì)儲(chǔ)能容量的要求一動(dòng)的控制方法，實(shí)驗(yàn)證明有良好的平滑效果，但此類(lèi)般不高。研究發(fā)現(xiàn)，BESS能夠快速、獨(dú)立地調(diào)節(jié)有控制方法尚不能用于大型風(fēng)電場(chǎng)。文獻(xiàn)［8-9］利用功功率，補(bǔ)償功率不平衡量。另外，電池儲(chǔ)能電站還電池儲(chǔ)能來(lái)減小風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影具有能量密度高、轉(zhuǎn)換效率高、建設(shè)周期短、站址適響，建立了基于異步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和基于應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，本文選取BESS作為儲(chǔ)能系等效電路的電池儲(chǔ)
6、能系統(tǒng)(batteryenergystorage統(tǒng)與風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合運(yùn)行。system，BESS)數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計(jì)了一種控制器。其鑒于此，本文著眼于應(yīng)用BESS平抑風(fēng)電功率研究的重點(diǎn)是BESS的電路參數(shù)的設(shè)定以及控制器的分鐘級(jí)波動(dòng)，提出了一種新的BESS平抑風(fēng)電功的控制信號(hào)的調(diào)節(jié)策略。文獻(xiàn)［10］采用一階低通率短期波動(dòng)的運(yùn)行控制策略———超前控制策略，從濾波原理平抑風(fēng)電出力波動(dòng)，基于雙時(shí)間尺度優(yōu)化而更好地平抑風(fēng)電短期波動(dòng)，提高風(fēng)電出力質(zhì)量，增強(qiáng)風(fēng)電的并網(wǎng)能力。超前控制策略在簡(jiǎn)單的控制策收稿日期:201
7、2-12-07;修回日期:2013-08-12。略的基礎(chǔ)上，通過(guò)引進(jìn)風(fēng)電預(yù)測(cè)可信周期，考慮了未國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51207062);國(guó)家自然科學(xué)基金來(lái)的風(fēng)電功率波動(dòng)對(duì)儲(chǔ)能電池當(dāng)前的充放電行為的重點(diǎn)項(xiàng)目(50937002);華中科技大學(xué)自主創(chuàng)新研究基金資助影響，是一種具有前瞻性的方法。通過(guò)算例分析，驗(yàn)項(xiàng)目(2013TS057)。證該方法對(duì)風(fēng)電功率的短期波動(dòng)的平滑效果?！?7—2014，38(2)1風(fēng)—儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)測(cè)的不準(zhǔn)確性。2)功率波動(dòng)ΔP:當(dāng)風(fēng)電功率的采樣間隔為Δt在風(fēng)電場(chǎng)側(cè)配置電池儲(chǔ)能
8、裝置，使電池儲(chǔ)能與時(shí)，任一時(shí)刻與前一刻的采樣值之差為風(fēng)電的Δt波風(fēng)電場(chǎng)協(xié)調(diào)出力，構(gòu)成風(fēng)—儲(chǔ)聯(lián)合運(yùn)行的系統(tǒng)，其原動(dòng)率(如10min波動(dòng)率)。則風(fēng)—儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)的功率理見(jiàn)圖1。波動(dòng)為:ΔPZ(t)=PZ(t)－PZ(t－Δt)(2)式中:t為運(yùn)行周期內(nèi)的任意時(shí)刻;PZ(t)為t時(shí)刻的風(fēng)—儲(chǔ)聯(lián)合出力。3)目標(biāo)波動(dòng)率Det:目標(biāo)波動(dòng)率是指風(fēng)電接入電網(wǎng)準(zhǔn)則中允許風(fēng)電出力波動(dòng)的上限，即通過(guò)BESS的平滑，盡量將風(fēng)電波動(dòng)控制在(－Det，Det)以?xún)?nèi)。它是制定BESS充放電策略的基本依據(jù)之一，即
9、PZ(t)－P
