[发明专利]一种利用电池储能与氢储能跟踪光伏计划出力的调度方法

说明书

本发明公开了一种利用电池储能与氢储能跟踪光伏计划出力的调度方法，以短期光伏预测功率为依据制定光伏发电系统次日的出力计划，并根据晴天与非晴天下光伏功率的预测误差大小和波动剧烈程度制定不同的日前调度方案；利用超短期光伏预测功率修正日前光伏计划出力；然后根据蓄电池的荷电状态选择合适的实时调度方案，计算光伏发电系统的实际出力以及蓄电池和电解槽的输入功率输出至光伏发电系统的中央控制单元，对系统中的各个发电用电模块进行实时调度。降低了对电力系统的冲击，减轻了水、火电机组的调频压力，保证储能电池工作在一个有利于延长其使用寿命的低负荷状态，避免储能电池因过早失效而导致的频繁更换，降低了系统的全寿命周期总成本。

技术领域

本发明属于光伏发电与储能技术领域，具体涉及一种利用电池储能与氢储能跟踪光伏计划出力的调度方法。

背景技术

随着全球能源与环境问题日趋严重，光伏发电技术成为世界各国研究和发展的热点。由于光伏电能具有间歇性和波动性，直接将其接入电网会降低电能质量。借助大规模储能技术可以有效解决这一问题。氢储能是一种优质廉价的大规模储能技术，它可以同时适应极短或极长时间的供电需求，具有能量密度高、运行维护成本低、可长时间存储、储能过程无污染等优点，但由于氢电转换速度较慢，氢储能装置无法快速响应电力负荷变化。电池储能与氢储能的特性相反，它对负荷变化的响应速度较快，但大规模配置时成本较高。因此，可以为光伏发电系统设计一种电池储能与氢储能相结合的综合储能系统，从而实现二者的优势互补，进一步提高储能系统的性能。

利用储能装置对电能的缓冲作用，可以使光伏发电系统的实际出力尽量接近其计划出力，即跟踪光伏计划出力。其中，光伏计划出力是指基于光伏预测数据提前计算出的光伏发电系统并网功率，光伏实际出力是指光伏发电系统输送给电网的实际功率。光伏计划出力是水、火电机组制定次日发电计划的重要依据。当光伏实际出力与计划出力偏差较大时，电力系统中将出现频率与电压的波动，从而导致水、火电机组的调频与调压任务加重。因此，应充分利用储能设备辅助光伏发电系统实现计划出力跟踪，从而增强光伏电能的可调度性，提高电网对光伏电能的接纳能力。

目前，相关研究成果中只有利用电池储能装置跟踪光伏计划出力的调度方法。这些方法一般只能将光伏实际出力限制在其计划出力附近的一个误差区间内，不能实现对计划出力的精确跟踪。因此，现有调度方法虽然能在一定程度上减小光伏电能对电网的冲击，但仍未完全解决光伏电能随机变化导致的电力系统频率波动问题。其次，由于目前储能电池的成本较高，现有系统中电池的配置容量普遍偏小，无法起到调峰作用。因此，为了保证对新能源的充分消纳，电网中的水、火电机组在光伏发电的高峰期内有较大的调峰压力。另外，由于现有调度方案对储能电池的依赖性较大，因此，当光伏实际输出功率与计划出力之间存在较大偏差时，电池可能出现放电深度过大和充放电倍率过高等问题，从而加速了电池的寿命衰减。

中国国家能源局于2013年制定了《光伏发电站功率预测系统技术要求》(简称《要求》)。《要求》中规定，装机容量10MW以上的光伏发电站应配置光伏发电功率预测系统，该系统应具有0-72h短期光伏发电功率预测以及15min-4h超短期光伏发电功率预测功能，其中短期光伏预测数据的均方根误差不能超过20％，超短期光伏预测数据的均方根误差不能超过15％。因此，本发明将从两方面入手提高光伏计划出力的跟踪效果，一是利用光伏预测功率制定合理的光伏出力计划，二是基于电池储能和氢储能的性能特点设计恰当的储能系统调度方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种利用电池储能与氢储能跟踪光伏计划出力的调度方法，实现对光伏计划出力的精确跟踪，消除因并网光伏电能的随机波动而导致的电网调峰、调频压力增加，降低储能电池使用频率和强度，延长使用寿命，减少电池的更换和维修成本。

本发明采用以下技术方案：