[发明专利]一种基于实时调整滤波时间常数的储能系统出力计算方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及风储联合发电技术领域，具体地，涉及一种基于实时调整滤波时间常数的储能系统出力计算方法及装置。

背景技术

风能固有的间歇、随机和不可控等特点，会对电网的电能质量和稳定性造成负面影响。目前，国家电网公司出台了风电系统接入电网技术规定，对并网风电的功率波动率提出了严格要求。在风电场出口处配置一定容量和功率的储能系统，可以有效地平滑风电功率波动，提高电力系统稳定性。当前适合用于风电场的大规模储能电池有锂电池、液流电池和钠硫电池等。但储能系统成本较高，导致风电场配置的储能电池容量和功率都十分有限，合理使用和保护储能系统、延长电池寿命具有重要的经济和工程意义。

现有储能系统平滑控制策略中，主要为一阶低通滤波、小波滤波等方法。一阶低通滤波算法中，对于对风电波动的平滑效果，常用方法较简单：如果需要平滑效果较好则增大滤波时间常数，如果对平滑效果要求不高，则减小滤波时间常数。

已有研究中也会考虑保护储能系统寿命。常见方法为在一阶低通滤波算法的基础上，在不同储能系统荷电状态（SOC，State of Charge）下，通过调节滤波时间常数使储能系统尽量工作在合理的区间以保证储能系统寿命。但已有方法中没有考虑保证储能系统寿命的前提下对风电平滑效果的影响。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种基于实时调整滤波时间常数的储能系统出力计算方法及装置，以解决一种既能保证风电功率平滑效果又能兼顾提高储能系统寿命的技术。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于实时调整滤波时间常数的储能系统出力计算方法，包括：

根据当前控制周期的储能系统出力数据、控制周期、前一控制周期的储能系统荷电状态，计算当前控制周期的储能系统荷电状态；

根据风电场额定输出功率、当前控制周期之前1min内各控制周期的储能参考输出功率，计算风电场并网1min波动率；

根据风电场额定输出功率、当前控制周期之前10min内各控制周期的储能参考输出功率，计算风电场并网10min波动率；

通过当前控制周期的风电功率和前一控制周期的储能参考输出功率，确定当前控制周期储能系统的充放电状态；

采用以下调节公式计算当前控制周期的滤波时间常数：

T(t)＝T(t-1)+a[k_p1×(f₁(t)-f_ref1)+k_d1×[(f₁(t)-f₁(t-1))-(f₁(t-1)-f₁(t-2))]]

+b[k_p10×(f₁₀(t)-f_ref10)+k_d10×[(f₁₀(t)-f₁₀(t-1))-(f₁₀(t-1)-f₁₀(t-2))]]

利用所述当前控制周期的滤波时间常数，对风电输出功率进行一阶低通滤波，得到当前控制周期的储能系统输出功率指导值；

对所述当前控制周期的储能系统输出功率指导值进行限幅，得到优化后的当前控制周期的储能系统输出功率指导值；

利用所述优化后的当前控制周期的储能系统输出功率指导值，指导储能系统出力；

所述调节公式中，t为控制周期序号；T(t)为t控制周期的滤波时间常数；f₁(t)为风电场并网1min波动率；f₁₀(t)为风电场并网10min波动率；f_ref1为1min波动率最大允许值；f_ref10为10min波动率最大允许值；a为1min波动率控制权重参数；b为10min波动率控制权重参数；k_p1为1min波动率比例控制参数；k_p10为10min波动率比例控制参数；k_d1为1min波动率微分控制参数；k_d10为10min波动率微分控制参数；

其中，a、b根据如下设定规则进行取值：