[发明专利]基于温度和功率控制平抑分布式能源功率波动的方法及系统

说明书

一种混合储能技术领域的基于温度和功率控制平抑分布式能源功率波动的方法及系统，基于热泵的实时运行状态以及超级电容、蓄电池的实时荷电状态，使用模糊控制对可变滤波时间系数进行调整；并通过温度控制与功率控制对发电波动功率在热泵‑超级电容‑蓄电池间进行分配，从而分别平抑功率波动中的低频和中高频成分。本发明减少了混合储能投资成本，延长了蓄电池寿命，提高了系统可靠性与经济效益；同时温度控制可对热泵出力分量进行修正以满足用户的舒适度的要求。

技术领域

本发明涉及的是一种混合储能领域的技术，具体是一种基于温度和功率控制平抑分布式能源功率波动的方法及系统。

背景技术

在目前的电力系统中分布式电源的概念逐渐兴起，应用越来越广泛。分布式电源中以风能、太阳能为主的可再生能源具有随机性、间歇性和波动性的特点，其在相关电网线路中会产生瞬时功率波动，如果不对功率波动进行平滑，会造成发电系统出现可靠性低、稳定性差等问题。

为平抑分布式电源功率波动，通常采用以超级电容和蓄电池为主的混合储能系统进行储能，但是目前的混合储能系统投资成本较高，无法带来经济效益；而以热泵为主的需求侧负荷较少考虑具体的负荷运行特性，在很大程度上影响了功率波动的抑制效果。

此外，当前热力网和电力网等能量供给系统普遍存在独立设计、规划且各自运行的特点，各能源网之间缺乏交互与协调，很难发挥多能源供应层面能量耦合互补与梯级利用的优势。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种基于温度和功率控制平抑分布式能源功率波动的方法及系统，通过温度控制与功率控制的相互协调，对分布式电源功率波动进行抑制，能够提高系统可靠性与经济效益。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于温度和功率控制平抑分布式能源功率波动的方法，包括以下步骤：

①根据热泵系统额定功率、历史热泵系统运行功率、当前发电波动功率以及历史热泵系统参与波动平抑的出力分量，通过功率控制获得当前低频波动分量的滤波时间常数；

②根据超级电容的容量、历史充放电功率、历史荷电状态、蓄电池的容量、历史充放电功率以及历史荷电状态，通过功率控制获得当前中高频波动分量的滤波时间常数；

③对低频波动分量的滤波时间常数进行低通滤波，然后通过温度控制模型获得当前热泵系统运行功率及当前热泵系统参与波动平抑的出力分量；

④基于当前发电波动功率以及当前热泵系统参与波动平抑的出力分量，对中高频波动分量的滤波时间常数进行高通滤波，得到当前超级电容充放电功率与蓄电池充放电功率，从而平抑当前功率波动。

所述的发电功率波动平抑模型为P_Flu(t)＝P_SC(t)+ΔP_HP(t)+P_BESS(t)，ΔP_HP(t)＝P_HP(t)-P_{HP_N}，其中：P_Flu(t)为当前发电波动功率；P_BESS(t)与P_SC(t)分别为t时刻蓄电池与超级电容的充放电功率，充电为正，放电为负；ΔP_HP(t)为t时刻热泵系统参与波动抑制的出力分量，P_HP(t)为当前热泵系统运行功率，P_{HP_N}为热泵系统额定功率。

所述的低通滤波后获得热泵系统预出力分量其中：λ_a(t)为当前低频波动分量的滤波时间常数，Δt为系统采样时间间隔，ΔP_{HP_pre}(t-1)为t-1时刻热泵系统预出力分量。