大容量风电场用全钒液流电池储能功率优化分配控制方法

摘要

本发明提供一种大容量风电场用多级全钒液流电池储能的功率优化分配控制方法。该控制方法采用DC/AC变换器级联双向DC/DC变换器的全钒液流电池(VRB)储能系统接口，考虑多级并联的VRB在平抑风电场功率波动过程中荷电状态(SOC)值的差异，构建了以每级VRB组荷电状态大小为最优充放电电池组为首选依据，以充放电电压限值所对应的最大充放电功率为约束条件的优化功率分配单元，从而完成一种多级VRB储能系统的功率分配模块设计。该功率分配控制方法摒弃常规的平均功率分配原则，不仅能很好的平抑风电场功率波动，同时也可以有效地减少大容量储能系统每级VRB组的循环充放电次数，并确保电池工作于安全稳定运行区域。

主权项

1.大容量风电场用全钒液流电池储能功率优化分配控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：检测VRB电池组实际运行工作状态时风电场的输出功率信号P_wind；S2：通过风电场输出功率信号P_wind来计算储能平抑目标功率给定值信号S3：判断储能平抑目标功率给定值信号的大小，当检测到时，将向电池组进行充电；检测时，电池组将进行放电；S4：实时检测VRB电池组的实时荷电状态信号SOC，并比较实时荷电状态信号SOC值，选择实时荷电状态信号SOC值最小者作为最优充电电池组，将实时荷电状态信号SOC最大者作为最优放电电池组，并将最优充电电池组和最优放电电池组设置为目标电池组；S5：计算最优充电电池组的实时最大充电功率计算最优放电电池组的实时最大放电功率S6：检测VRB电池组的外部端电压信号U_b，判断目标电池组的端电压信号U_b与其充电电压上限U_high的大小，目标电池组的端电压信号U_b与其放电电压下限U_low的大小，若U_b≤U_high，则以等于充放电目标功率给定值P_{Bx_ref}对目标电池组进行恒功率充电，若U_b≥U_low，则以等于充放电目标功率给定值P_{Bx_ref}对目标电池组进行恒功率放电，其中，k表示荷电状态相同的最优充电电池组个数，同时，控制除最优电池组以外的其它级VRB电池组功率给定值为0，若判断出U_b≥U_high，则以最优充电电池组的最大充电功率等于目标功率给定值P_{Bx_ref}进行充电；若判断出U_b≤U_low，则以最优放电电池组的最大放电功率等于目标功率给定值P_{Bx_ref}进行放电；S7：实时检测的VRB电池组的荷电状态信号SOC值，选择实时荷电状态信号SOC值最小者作为最优充电电池组，将实时荷电状态信号SOC最大者作为最优放电电池组，并将最优充电电池组和最优放电电池组设置为下一目标电池组；确定下一目标电池组承担剩余的储能平抑目标功率给定值为S8：返回步骤S6，对下一目标电池组进行充电或放电功率分配；S9：切换到下一级VRB电池组，在有限的VRB电池组范围内继续进行步骤S4-S7。