一种利用储能系统平滑风电场输出功率的方法

摘要

本发明公开了一种利用储能系统平滑风电场输出功率的方法，不仅引入风功率预测修正风电场输出功率，而且采用了改进的自适应滤波算法。风功率预测修正风电场输出功率，从而减小风电场输出功率的变化率，符合注入电网的标准；采用基于自适应滤波算法，对于不同时刻的输入功率，可以根据输入自动计算自适应滤波结构中的时间权重系数，弥补了以往采用基于低通滤波器平滑方法中不同输入不能对应不同的滤波时间常数的不足。采用本发明的平滑方法对风电场输出功率进行平滑处理后，使风电场输出电压稳定，减少电网电压波动和闪烁，减少谐波污染，减少事故的发生。

主权项

一种利用储能系统平滑风电场输出功率的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、从风电场采集风速数据V进行预测下一时刻的风功率值，风功率预测值表示为Ppre(k+1)；（2）、风电场输出功率为Pwf(k)，对风电场输出功率进行修正，修正后的值为： P in ( k ) = P wf ( k ) + ( Δ P peak + ΔP ) , P wf ( k ) < P pre ( k + 1 ) P wf ( k ) - ( Δ P peak + ΔP ) , P wf ( k ) ≥ P pre ( k + 1 ) - - - ( 1 ) 其中，k为当前时刻，k+1为下一时刻；ΔPpeak是以当前时刻前一段时间的风功率预测值的平均值为平衡位置，当前时刻风电场输出功率Pwf(k)的峰值，ΔP为风功率预测的误差裕量，为经验值；（3）、计算自适应滤波器的期望信号d(k)： d ( k ) = P in ( k ) + Δm , P in ( k ) < P pre ( k + 1 ) P in ( k ) - Δm , P in ( k ) ≥ P pre ( k + 1 ) - - - ( 2 ) 其中，Δm为常数值，根据《风电场接入电力系统技术规定》中对风电场输出功率变化率规定确定，为单位时间的输出功率最大变化量；（4）、修正后的值Pin(k)作为自适应滤波器输入，自适应滤波器的阶数为N，则当前时刻k，自适应滤波器的输入为：Pin(k)=[Pin(k),Pin(k‑1),……,Pin(k‑N+1)]T    （3）其中上标T表示矩阵转置，Pin(k)为当前时刻k的修正后的风电场输出功率值，Pin(k‑1)为前一时刻k‑1的修正后的风电场输出功率，Pin(k‑N+1)为前N‑1时刻的修正后的风电场输出功率；时间权重系数向量为W(k)=[W1(k),W2(k),……,WN(k)]T，自适应滤波器的输出，即平滑后的风电场输出功率期望值P′out：P′out(k)=PinT(k)·W(k)    （4）其中，时间权重系数向量W(k)为：W(k)=W(k‑1)+μ(k‑1)e(k‑1)Pin(k‑1)    （5）变步长因子μ(k‑1)为：μ(k‑1)＝[e(k‑2)/d(k‑2)]2μ(k‑2)    （6）误差e(k‑1)为：e(k‑1)=d(k‑2)‑P′out(k‑2)    （7）时间权重系数向量为W(k)=[W1(k),W2(k),……,WN(k)]T的初始值为0向量，即：W(0)=[W1(0),W2(0),……,WN(0)]T=[0,0,……,0]T；（5）、计算储能系统吸收或者释放的功率参考值Pref：Pref=Pwf‑P′out    （8）其中，功率参考值Pref为正表示吸收，为负表示释放；（6）、储能系统从交流母线上吸收或释放功率参考值Pref的电能，使输出到电网的功率Pout为平滑的功率输出。