[发明专利]一种垂直轴风力发电系统的蓄电池充放电控制策略

摘要

本发明公开了一种垂直轴风力发电系统的蓄电池充放电控制策略。在垂直轴风力发电系统中，当预测到网侧功率波动超过国标规定时，通过对蓄电池的充放电控制以减弱网侧功率的波动。若机侧功率过高，则蓄电池充电使网侧功率降低；若机侧功率过低，则蓄电池放电使网侧功率升高，使蓄电池的充放电能量在一个周期内基本平衡，从而有效削弱风速不稳带来的能量波动。本发明既可以延长蓄电池的寿命，提高供电效率，同时也确保了网侧功率波动符合国家电网的要求规范，提高了电网供电的稳定性和安全性。

主权项

1.一种垂直轴风力发电系统的蓄电池充放电控制策略，所述的垂直轴风力发电系统包括风力机、永磁同步电机、机侧整流器VSC1、直流侧电容、DC/DC变换器、蓄电池、网侧逆变器VSC2；其特征在于，蓄电池充放电控制策略的步骤如下：(1)通过铭牌数据读取机侧整流器VSC1的额定功率S1*、网侧逆变器VSC2的额定功率S2*、蓄电池的额定功率S3*，蓄电池的额定储能能量W3*；检测当前时刻机侧整流器VSC1输出的功率P1(0)；(2)对风能进行预测，得到接下来60秒内机侧整流器VSC1输出的功率P1(t)，其中t取值为1,2,3….,60,表示从当前时刻开始的第t秒，求出其平均值Pav：(3)由于国家规定风力发电系统输出功率的波动范围不超过10％×S₁^*，在接下来60秒内，网侧逆变器VSC2的输出功率范围是的计算公式如下：(4)为了保证已经过去的60秒内，风力发电系统输出功率的波动范围也不超过10％×S₁^*，则当前时刻网侧逆变器VSC2的允许输出功率范围是检测并保存过去60秒内网侧逆变器VSC2输出功率，获得最小值最大值则可通过下式计算得到：(5)当前时刻网侧逆变器VSC2的最终输出功率范围是[Pmin,Pmax]：(6)状态1：根据风能预测结果，如果0到t₁时刻风能低于t₁到t₂时刻，风能在到之间，t₂到t₃时刻，风能高于t₃到60秒时刻，风能在到之间；t₁、t₂、t₃的值可根据风能预测数据获得；则该状态下，蓄电池放电能量WA、充电能量WB分别为：当WA≥WB时，蓄电池放电功率参考值为：P3_forecast＝Pmin‑P1(0)；当WA(7)状态2：根据风能预测结果，如果0到t₁时刻风能低高于t₁到t₂时刻，风能在到之间，t₂到t₃时刻，风能低于t₃到60秒时刻，风能在到之间；t₁、t₂、t₃的值可根据风能预测数据获得；则该状态下，蓄电池充电能量W′A、放电能量W′B分别为：当W′A≥W′B时，蓄电池充电功率参考值为：P3_forecast＝P1(0)‑Pmax；当W′A(8)在下一个控制周期，控制蓄电池的充电(或者放电)功率为P3_forecast。