[发明专利]在风力发电系统中确定用于储能系统的输出功率参考值的方法和设备

说明书

本公开的实施例涉及用于在风力发电系统中确定用于储能系统(ESS)的功率参考值的方法和设备。在本公开的一个实施例中，该方法包括：对实际风电功率输出进行滤波以获得输送到电网的期望功率输出；根据所述实际风电功率输出和输送到所述电网的所述期望功率输出来确定用于所述储能系统的输出功率参考值；以及基于下一时间点的预测风电功率输出的变化来调整用于所述储能系统的所述输出功率参考值。利用本公开的实施例，可以提供用于平滑风电场输出波动并将功率变化率限制在期望范围内的直接控制策略，其比现有策略更加切实可行，并且可以得到更好的控制性能。

技术领域

本公开的实施例总体涉及风力发电控制的技术领域，并且更特别地涉及一种在风力发电系统中确定用于储能系统(ESS)的功率参考值的方法和设备。

背景技术

现在，风能已经由于是清洁的不可耗尽能源而吸引了越来越多的注意力，并且风电功率渗透率在全世界不断地增加。然而，由于风电功率具有诸如随机波动、间歇性等特性，大规模风电功率的集成可能使电网稳定性和功率质量恶化。为了改善电能输出的可控性，通常以与风力发电组合的方式使用储能技术。例如，在许多应用中，使用储能系统(ESS)来促进风电功率满足电网规范要求。

同时，已经开发了用于ESS的许多控制策略。一个已知策略是基于基于模糊逻辑的自适应调节器(FLAR)，但是其归属函数难以选择。基于滤波器的方法可以平滑风电功率输出变化，但是其始终需要相对高的能量容量。将俯仰角控制与ESS两者组合的方法能够提供整个系统的较高灵活性，但是其将由于不能再使用最大功率点跟踪策略而降低风力涡轮机的效率。使用两个并行电池储能系统的双电池储能系统(BESS)策略可以将电池的充电和放电过程解耦；然而，转换时间的控制是要求非常苛刻的。此外，某些其它优化方法还已在调度水平上提出建议。

另外，在第CN102664422A号中国专利申请中，公开了一种用于平滑风电场输出的方法，其通过使用风电功率预测来修改风电场输出，并且使用改善的自适应滤波方法来对经修改的风电场输出进行滤波。

发明内容

在本公开中，提供了一种用于在风力发电系统中确定用于储能系统(ESS)的功率参考值的新解决方案，从而解决或至少部分地缓解现有技术中的问题的至少一部分。

根据本公开的第一方面，提供了一种在风力发电系统中确定用于储能系统的输出功率参考值的方法。所述方法包括：对实际风电功率输出进行滤波以获得输送到电网的期望功率输出；根据实际风电功率输出和输送到电网的期望功率输出来确定用于储能系统的输出功率参考值；以及基于下一时间点的预测风电功率输出的变化来调整用于储能系统的输出功率参考值。

在本公开的实施例中，基于在下一时间点的预测风电功率输出的变化来调整用于储能系统的输出功率参考值可以包括以下各项中的任意一项：如果预测风电功率输出的增加大于预定增加阈值，则增加用于储能系统的输出功率参考值；以及如果预测风电功率输出的减小大于预定减小阈值，则减小用于储能系统的输出功率参考值。

在本公开的另一实施例中，增加用于储能系统的输出功率参考值还可以包括将用于储能系统的输出功率参考值确定为在功率输出变化率限制下的最大可允许总功率输出和在储能系统输出功率幅度限制下的最大可允许总功率输出的最小值与实际风电功率输出之间的差。

在本公开的另一实施例中，减小用于储能系统的输出功率参考值还可以包括将用于储能系统的输出功率参考值确定为在功率输出变化率限制下的最小可允许总功率输出和在储能系统输出功率幅度限制下的最小可允许总功率输出的最大值与实际风电功率输出之间的差。

在本公开的另一实施例中，该方法还可以包括基于变化率限制来调整用于储能系统的输出功率参考值。