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《基于滑動最小二乘算法和電池荷電狀態(tài)的儲能系統(tǒng)平滑控制策略》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第第第第第第第第第第第Vol.No.第第第AutomationofElectricPowerSystems,DOI:10.7500/AEPS20xxxxxxxxx基于滑動最小二乘算法和電池荷電狀態(tài)的儲能系統(tǒng)平滑控制策略1222謝濤，曹軍威，高田，萬宇鑫（1.北京工商大學(xué)計算機與信息工程學(xué)院北京100048；2.清華大學(xué)信息技術(shù)研究院北京100084）摘要:利用電池儲能系統(tǒng)平滑間歇式電源的輸出功率波動可以提高該類電源輸出功率的穩(wěn)定性。本文提出一種基于滑動最小二乘算法和電池荷電狀態(tài)的電池儲能系統(tǒng)實時控制策略，通過滑動最小二乘擬
2、合算法確定儲能系統(tǒng)的功率輸出量，并輔助以荷電狀態(tài)和最大波動功率限制調(diào)節(jié)，從而有效降低平滑控制過程中電池的充放電深度。實驗結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)基于濾波算法的控制策略相比，在獲得相同平滑效果的情況下，新的控制策略具有更小的荷電狀態(tài)波動量，可以較大程度降低所需電池容量，并延長電池的壽命。關(guān)鍵詞:間歇式電源；電池儲能系統(tǒng)；平滑控制；滑動最小二乘算法；荷電狀態(tài)0引言[11]改變傳統(tǒng)對原始數(shù)據(jù)進行濾波獲得參考功率的方式，實現(xiàn)了基于指數(shù)平滑方式的并網(wǎng)光伏電站功率風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電的輸出功平滑控制。文獻[12]更多的在控制過程
3、中考慮了儲能率會跟隨外界變化而具有較大的波動性，隨著在電網(wǎng)電池的狀態(tài)，從而盡可能平滑功率波動的同時增強了中的滲透率提高，其對傳統(tǒng)電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、對電池持續(xù)工作狀態(tài)的優(yōu)化。文獻[13-14]進一步采電能質(zhì)量等多方面造成了沖擊和影響，國內(nèi)外都對此[1-2]用了模型預(yù)測控制實現(xiàn)平滑風(fēng)電場的功率波動，在控進行了規(guī)范。在間歇性電源出口配置一定容量和制過程中加入了電池儲能系統(tǒng)的容量和功率作為約功率的儲能裝置，可以有效抑制輸出功率的波動及驟束。目前平滑控制多采用儲能電池作為能量存儲介變，提高并網(wǎng)穩(wěn)定性和調(diào)度性，增強此類可再生能源[
4、3-4]質(zhì)，而電池存在價格較高，使用壽命較短的缺點。電發(fā)電的可利用性。鑒于目前儲能裝置的成本較高，池的壽命主要是由充放電深度決定的，淺充淺放有助使用壽命較短，如何利用有限容量的儲能系統(tǒng)平滑波[15]于延長電池的使用壽命，同時也意味著在平滑控動性功率輸出，并保證儲能系統(tǒng)的安全持續(xù)運行，對制過程中降低了對電池容量的需求，因此，研究有效控制提出了較高的要求。的控制策略實現(xiàn)在平滑控制過程中降低電池的充放文獻[5]采用一階低通濾波原理進行平滑控制，電深度具有重要的理論和工程意義。并加入了基于電池荷電狀態(tài)（SOC）的反饋環(huán)節(jié)。之本文提
5、出基于最小二乘算法的平滑控制策略，通后，文獻[6-8]將電池的SOC反饋到一階低通濾波器過利用所提出的滑動最小二乘擬合算法獲得并網(wǎng)功的時間常數(shù)中，其中文獻[6-7]通過SOC值實時確定率參考值，所獲得的并網(wǎng)功率參考值可作為局部功率濾波器的時間常數(shù)，文獻[8]則根據(jù)SOC調(diào)整混合儲補償量的優(yōu)化解，使充放電的深度和容量在統(tǒng)計意義能的出力值，保護充電電池。文獻[9-10]研究采用加上最小化。兼顧平滑效果和對電池的保護控制，根據(jù)權(quán)移動平均算法對風(fēng)電場的功率波動進行平滑，其中儲能電池的SOC值和功率波動限制對并網(wǎng)功率參考文獻[9]中
6、根據(jù)電池SOC和功率波動程度通過模糊值進行調(diào)整，最終實現(xiàn)通過儲能抑制平滑間歇式能源控制調(diào)整算法中的權(quán)重及窗口寬度，達到維持SOC并網(wǎng)功率的波動。所提控制策略能夠在控制并網(wǎng)功率合理水平的同時平滑功率波動；文獻[10]則根據(jù)蓄電平滑度的同時，有效降低電池充放電的深度。池和超級電容器的特性實時調(diào)節(jié)算法中的窗口寬度，調(diào)整混合儲能的功率分配，實現(xiàn)平滑功率波動。文獻1傳統(tǒng)儲能平滑控制系統(tǒng)利用儲能系統(tǒng)對間歇式電源輸出的功率進行平收稿日期:；修回日期:滑處理的基本原理是通過實時調(diào)節(jié)儲能系統(tǒng)的輸出國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）資助項
7、目(2011CB302805,2013CB228206)。—1—功率，對間歇式電源輸出功率中高頻段的波動成分進Pwind行補償，以達到平滑間歇式電源輸出功率的目的，集Pref成了電池儲能系統(tǒng)（BESS）的間歇式電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。本文以風(fēng)力發(fā)電機組代表間歇式電源，以下的分析也采用風(fēng)力發(fā)電實測數(shù)據(jù)。圖3基于低通濾波算法的平滑控制輸出Fig.3Curvesofsmoothingcontroloutputbasedonlowpassfilteralgorithms經(jīng)過一階巴特沃茲低通濾波器后，相對于Pwind，Pref曲線產(chǎn)
8、生了延遲，這種延遲使儲能系統(tǒng)需要較大圖1集成儲能的間歇式電源系統(tǒng)的容量對原始功率進行平滑處理，而這種延遲特性也Fig.1IntermittentpowersourceswithBESS正是較大電池充放電深度產(chǎn)生的根源。除了上述基于圖1中：Pwind表示風(fēng)力發(fā)電輸出功率；Pbat表示巴特沃茲低通濾波器原理
