[发明专利]基于双钛酸锂电池储能控制的风电功率综合调控策略

权利要求书

1.基于双钛酸锂电池储能控制的风电功率综合调控策略，其特征在于，包括以下步骤：在双馈风力发电机组直流母线上并联双钛酸锂电池储能装置，通过基于储能装置的控制系统使得双钛酸锂电池储能装置对外表现出频率响应特性，电力系统所需的惯量支撑、一次调频和平滑功率作用均通过双钛酸锂电池储能装置实现。

2.根据权利要求1所述的基于双钛酸锂电池储能控制的风电功率综合调控策略，其特征在于，通过基于储能装置的控制系统使得双钛酸锂电池储能装置对外表现出频率响应特性，增大整个电力系统的惯量，使得电力系统在负荷波动引起频率变化时，频率的变化速度变慢；一方面双钛酸锂电池储能装置用于抑制风电功率波动；而另一方面当电网频率越限时，控制系统使双钛酸锂电池储能装置响应电网频率的变化，参与系统一次调频过程，维持系统频率稳定。

3.根据权利要求2所述的基于双钛酸锂电池储能控制的风电功率综合调控策略，其特征在于，电力系统所需的惯量支撑、一次调频和平滑功率作用通过双钛酸锂电池储能装置进行实现的步骤如下：风电机组在正常运行工况下，转子侧变流器采用最大功率跟踪控制，得到参考功率P_w，当检测到系统频率f_s高于或低于额定频率f_N，通过计算频率偏差值，经过下垂控制得到一次频率的调节的功率值ΔP₁，另一方面得到频率偏差变化率，根据虚拟惯性控制得到惯量支撑的功率值ΔP₂，同时，根据风电机组实际的输出功率和平滑目标值下的功率做差得到功率平滑值ΔP₃，控制偏差量附加在转子变流器控制上，实现风电机组的虚拟惯量、一次调频和功率平滑作用。

4.根据权利要求1所述的基于双钛酸锂电池储能控制的风电功率综合调控策略，其特征在于，还包括以下步骤：针对锂电池寿命衰减程度评价方法，确定钛酸锂电池在寿命周期内吞吐电量所对应的最佳运行充放电循环深度，并制定出双钛酸锂电池运行在最佳充放电深度内的运行控制策略。

5.根据权利要求4所述的基于双钛酸锂电池储能控制的风电功率综合调控策略，其特征在于，假定双钛酸锂电池的初始状态为A电池充电、B电池放电，A、B电池单元初始状态量分别为阶段2和阶段3最佳临界转换状态1为：阶段1和阶段4的最佳临界转换状态2为：根据状态变量约束情况分为4个阶段，相应的运行控制策略如下：

阶段1：状态变量约束为当电池储能参考功率为正时，实行AcBn模式，当参考功率为负时，实行AnBd模式；

阶段2：状态变量约束为或当电池储能参考功率为正时，实行AnBc模式，当参考功率为负时，实行AdBn模式；

阶段3：状态变量约束为当电池储能参考功率为正时，实行AnBc模式，当参考功率为负时，实行AdBn模式；

阶段4：状态变量约束为或当电池储能参考功率为正时，实行AcBn模式，当参考功率为负时，实行AnBd模式；

其中，AcBn为A单元处于充电、B单元不工作状态，AnBd为A单元不工作、B单元放电状态，AnBc为A单元不工作、B单元充电状态，AdBn为A单元处于放电、B单元不工作状态；ΔS_{oc_opt}为钛酸锂电池运行在最佳工作状态，S_{_ocA}为双锂电池A单元的荷电状态，S_{_ocB}为双锂电池B单元的荷电状态。

6.根据权利要求1所述的基于双钛酸锂电池储能控制的风电功率综合调控策略，其特征在于，还包括以下步骤：结合不同时间尺度下风电功率出力波动特性分析，得到相应时间尺度下风电功率波动出力变化率分布的最大概率和最大波动量，根据概率密度确定系统功率平滑目标，进而计算得到双钛酸锂电池储能装置的额定容量。

7.根据权利要求6所述的基于双钛酸锂电池储能控制的风电功率综合调控策略，其特征在于，随着时间尺度的增大，风电功率的相对可变性呈现上升趋势，风电功率波动变化率满足正态分布曲线。