[发明专利]一种铅炭电池实时平抑光伏电站功率波动的方法

摘要

本发明公开了一种铅炭电池实时平抑光伏电站功率波动的方法。现有的平抑波动方法未充分考虑储能的寿命，虽然能够提供光伏变化满足率，但是严重缩短储能的使用寿命。本发明首先提出改进的铅炭电池储能寿命模型，基于此模型提出了一种实时平抑光伏电站功率波动的方法；当光伏功率变化率超过功率波动约束，利用储能将目标变化率调节成与储能荷电状态和光伏功率变化率相关的自适应反比例函数值；当光伏功率变化率小于功率波动约束时，通过下垂调节方式控制储能功率使目标变化率稳定在期望的范围之内；同时加入了SOC反馈调节机制，将SOC调节在设定的范围中。本发明在提高功率波动平抑效果的同时延长了储能的使用寿命，具有一定的优越性。

主权项

1.一种铅炭电池实时平抑光伏电站功率波动的方法，其特征在于，包括：根据铅炭电池放电深度与循环次数的实验数据，拟合得到两者之间的关系式；同样利用铅炭电池放电倍率与可用容量的实验数据，拟合得到两者之间的关系式，利用所述的两个关系式以及铅炭电池的累积吞吐能量计算储能铅炭电池的等效寿命损耗系数，进而得到储能铅炭电池的等效寿命；当光伏功率变化率超过功率波动约束时，利用储能铅炭电池将目标变化率调节成与储能荷电状态和光伏功率变化率相关的自适应反比例函数值；当光伏功率变化率小于功率波动约束时，通过下垂调节方式控制储能功率使目标变化率稳定在期望的范围内；同时加入储能荷电状态反馈调节机制，将储能荷电状态值调节在设定的范围中；上述方法具体包括以下步骤：步骤1)：利用大量铅炭电池实验数据拟合放电深度与其对应的循环次数之间的关系式Cycletime(DOD(i))，其中Cycletime表示铅炭电池在某个放电深度DOD(i)下的循环次数；同理利用实验数据拟合得到放电倍率C和可用容量μ_N百分比之间的关系式μ_N(C)；步骤2)，构造等效储能寿命模型；步骤3)：计算假设某时刻储能出力为零情况下的输出功率变化率rP_out以及储能荷电状态偏差量ΔSoc(k)；步骤4)：计算目标变化率r_des当发生光伏爬坡事件时，即光伏变化率超过功率波动约束，|rP_out(k)|≥r_lim，设定目标变化率r_des为光伏变化率的反比例函数，而且系数与当前的储能荷电状态值有关：r_des(k)＝f(|ΔSOC(k)|)/|rP_out(k)|；当未发生光伏爬坡事件时，即|rP_out(k)|＜r_lim，目标变化率r_des设定为对于储能荷电状态的下垂调节函数：r_des(k)＝h(|rP_inv(k‑1)|)，其中r_lim代表国家标准中规定的最大光伏功率变化率，即10％的额定容量；rP_inv(k‑1)代表k‑1时刻下的逆变器输出功率变化率；其中λ₁、λ₂为不同储能荷电状态值下的反比例函数系数；其中，SOCL、SOCU分别代表储能荷电状态偏差的期望上限和下限设定值；步骤5)：安全校验与修正考虑到储能电池储能荷电状态有安全运行范围，根据下一时刻的储能荷电状态计算值与安全范围的比较修正储能输出功率以及逆变器输出功率：根据平抑功率波动确定目标功率变化率以及储能的输出功率；通过调节储能电池的充放电功率满足控制目标，使逆变器输出功率的变化率满足约束条件，实现具体的平抑光伏电站功率波动控制方案。