电池储能系统变时间常数平抑风电功率波动方法

摘要

一种电池储能系统变时间常数平抑风电功率波动方法，风电功率Pw经过巴特沃斯I型滤波器平滑作用后得到并网功率参考值Pg，以风电功率Pw与并网功率参考值Pg的差值为电池储能系统的储能功率Pb；所述的电池储能系统的储能功率Pb，经过电池荷电状态SOC越限保护和功率限幅保护的修正，修正后的储能功率作为电池储能系统的输出以平滑风电功率。本发明在一定电池储能系统的容量的前提下，优化了平抑风电功率波动的方法，可合理利用电池储能系统。

主权项

1.一种电池储能系统变时间常数平抑风电功率波动方法，所述的平抑风电功率波动方法为：风电功率P_w经过巴特沃斯Ⅰ型滤波器平滑作用后得到并网功率参考值P_g，以风电功率P_w与并网功率参考值P_g的差值为电池储能系统的储能功率P_b；所述的电池储能系统的储能功率P_b，经过电池荷电状态SOC越限保护和功率限幅保护的修正，修正后的储能功率作为电池储能系统的输出以平滑风电功率，其特征在于，所述的平抑风电功率波动方法的步骤为：步骤一：建立规则查询表，过程如下：（1）设当前时刻为k，设定巴特沃斯Ⅰ型滤波器的截止频率w_c1并记录；（2）由数据采集单元读取历史风电功率P_w(k)，经巴特沃斯Ⅰ型滤波器滤波之后，记录平滑后风电功率即并网功率参考值P_g(k)；（3）按照如下公式计算k时刻风电功率的波动率β(k)并记录：（4）经过i个时刻，统计k时刻风电功率的波动率β(k)的变化范围，该范围为截止频率w_c1所对应风电功率波动率的变化范围；（5）改变滤波器的截止频率为w_c2，重复上述步骤一中的（1）至（4），积累滤波器的截止频率w_c与风电功率的波动率β对应关系数据，直到建立满足需求的规则查询表为止；步骤二：由数据采集单元读取实时风电功率P_w，并经过数据存储与管理单元处理后，作为巴特沃斯Ⅰ型滤波器的输入，经过巴特沃斯Ⅰ型滤波器滤波之后得到并网功率参考值P_g；并网功率参考值P_g的计算方法如下：P_g=G(s)×P_w其中，$G\left(s\right)=\frac{1}{{\left(\frac{s}{2\pi w_c}\right)}^2+\sqrt{2}\left(\frac{s}{2\pi w_c}\right)+1}$为巴特沃斯Ⅰ型滤波器的传递函数，w_c为巴特沃斯Ⅰ型滤波器的截止频率，s为传递函数的频域变量；步骤三：将步骤二中的风电功率P_w和并网功率参考值P_g作为运算处理单元的输入，运算处理单元计算风电功率的波动率β和电池储能系统的储能功率P_b，风电功率的波动率β和电池储能系统的储能功率P_b的计算方法如下：P_b=P_g-P_w；步骤四：将步骤三中的风电功率的波动率β作为由步骤一建立的规则查询表的输入，根据风电功率的波动率β查所述的规则查询表，得到并输出截止频率w_c，将该截止频率w_c的值输入到巴特沃斯Ⅰ型滤波器中，从而实现对巴特沃斯Ⅰ型滤波器的截止频率的调整；步骤五：将由数据采集单元采集的电池储能系统的电池荷电状态SOC和由步骤三计算得到的储能功率P_b作为SOC越限保护的输入，对储能功率P_b进行修正；如果电池荷电状态SOC不在正常工作范围之内，需对储能功率P_b乘以修正系数ε₁；出现以下两种情况需要SOC的越限保护：1）若电池荷电状态SOC小于0.2且电池储能系统放电时，修正系数ε₁=soc；2）若电池荷电状态SOC大于0.8且电池储能系统充电时，修正系数ε₁=soc；其中，soc为电池储能系统SOC的实时的数值；步骤六：对经过电池荷电状态SOC越限保护后的电池储能系统的储能功率P_b进行功率限幅保护，功率限幅保护的修正系数为ε₂，当出现如下状况时需要对储能功率P_b保护，需对储能功率P_b乘以修正系数ε₂：如果电池储能系统的储能功率P_b不在正常工作范围之内，即储能功率P_b超出电池储能系统的最大输出功率值时，对储能功率P_b乘以修正系数ε₂，修正系数ε₂为电池储能系统储能功率的最大输出功率除以实时电池储能系统储能功率的商。