一種利用多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)跟蹤發(fā)電計(jì)劃出力的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種控制方法，具體涉及一種利用多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)跟蹤發(fā)電計(jì)劃出力 的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年來，風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電發(fā)展迅速，但風(fēng)電、光伏固有的隨機(jī)性和波動(dòng) 性使得其大規(guī)模并網(wǎng)可能危及電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。跟蹤計(jì)劃出力是指發(fā)電設(shè)備能夠很好 的依照事先制訂的計(jì)劃曲線發(fā)電，風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電的實(shí)際功率與計(jì)劃出力常常存 在誤差較大的情況，隨著儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展以及成本的逐漸降低，利用儲(chǔ)能參與跟蹤發(fā) 電計(jì)劃出力，實(shí)時(shí)補(bǔ)償發(fā)電實(shí)際功率與計(jì)劃功率之間的差值，降低兩者間的誤差，逐漸成為 一種可行方案。
[0003] 儲(chǔ)能電池屬于能量型儲(chǔ)能器件，普遍具有循環(huán)壽命短、功率密度低、能量密度高的 特點(diǎn)，從而限制了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在發(fā)電波動(dòng)劇烈場(chǎng)合的應(yīng)用。超級(jí)電容器、鈦酸鋰電池作為 典型的功率型儲(chǔ)能器件，具有響應(yīng)速度快、功率密度大、能量密度低、循環(huán)壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，但 是由于功率型儲(chǔ)能器件的能量密度小，使得單純用功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)放電的持續(xù)時(shí)間短。單 純使用功率型或能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)，有時(shí)不能充分發(fā)揮如上所述的各自儲(chǔ)能系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu) 勢(shì)，因此提供一種利用多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)跟蹤發(fā)電計(jì)劃出力的控制方法顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種利用多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)跟蹤發(fā)電計(jì) 劃出力的控制方法，本發(fā)明利用多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，綜合考慮預(yù)測(cè)功率、跟蹤計(jì)劃 偏差、發(fā)電狀態(tài)、不同類型儲(chǔ)能系統(tǒng)特性與荷電狀態(tài)、以及模糊控制優(yōu)化方法，通過將儲(chǔ)能 系統(tǒng)總功率需求在各類型儲(chǔ)能系統(tǒng)之間進(jìn)行優(yōu)化分配，彌補(bǔ)了單一電池儲(chǔ)能循環(huán)充放電次 數(shù)多導(dǎo)致壽命短的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了滿足多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化管理的同時(shí)，提高了跟蹤發(fā) 電計(jì)劃出力能力的目的。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0006] -種利用多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)跟蹤發(fā)電計(jì)劃出力的控制方法，所述方法包括以下步 驟：
[0007] (1)獲取當(dāng)前時(shí)刻發(fā)電實(shí)際數(shù)據(jù)、發(fā)電日前預(yù)測(cè)功率以及當(dāng)前多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)的 荷電狀態(tài)值；
[0008] (2)基于荷電狀態(tài)區(qū)間和發(fā)電功率預(yù)測(cè)特征值，確定當(dāng)前時(shí)刻計(jì)算儲(chǔ)能系統(tǒng)的總 目標(biāo)功率值；
[0009] (3)計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)和功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)各自的初始目標(biāo)功率值； [0010] (4)基于模糊控制規(guī)則，對(duì)能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)和功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始目標(biāo)功率值 進(jìn)行優(yōu)化，得出能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)和功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)的目標(biāo)功率值。
[0011] 本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述步驟（2)包括如下步驟：
[0012] E、基于所述當(dāng)前時(shí)刻發(fā)電實(shí)際數(shù)據(jù)和所述發(fā)電日前預(yù)測(cè)功率確定當(dāng)前的發(fā) 電狀態(tài)；設(shè)置五個(gè)發(fā)電功率預(yù)測(cè)特征值，包括：發(fā)電功率預(yù)測(cè)上限特征值p fb(t)、當(dāng)前 發(fā)電功率預(yù)測(cè)值Pf (t)、發(fā)電功率預(yù)測(cè)下限特征值Pfs(t)以及特征值bl和b2;且滿足 ;上述五個(gè)發(fā)電功率預(yù)測(cè)特征值將（0，°°)劃分為六個(gè)區(qū)間，每 個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)一種發(fā)電狀態(tài)，分別命名為發(fā)電狀態(tài)A、B、C、D、E、F ;
[0013] F、基于所述當(dāng)前多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)值確定當(dāng)前的荷電狀態(tài)區(qū)間；
[0014] 設(shè)置六個(gè)控制系數(shù) 50(：1〇￥、&1、&2、&3、&4和50〇1丨 811，且滿足50(：1"<&1<&2<& 3 < a4< SOChigh，根據(jù)六個(gè)控制系數(shù)將儲(chǔ)能系統(tǒng)的當(dāng)前荷電狀態(tài)值SOC在[0, 100]之間依次 劃分為七個(gè)區(qū)間，分別命名為區(qū)間I、II、III、IV、V、VI、W ;
[0015] G、基于當(dāng)前時(shí)刻發(fā)電狀態(tài)以及荷電狀態(tài)區(qū)間，根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率的計(jì)算規(guī) 貝lJ，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)總的目標(biāo)功率值；
[0016] H、對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)總的目標(biāo)功率值進(jìn)行修正，當(dāng)目標(biāo)功率值大于儲(chǔ)能系統(tǒng)最大出力值 時(shí)，需要對(duì)功率值進(jìn)行修正，具體規(guī)則如下：
[0017] 儲(chǔ)能系統(tǒng)出力目標(biāo)值Pbess⑴為充電功率值時(shí)：
[0018] 若|tw|>|-尸1|時(shí)，設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)出力目標(biāo)值UO =卜
[0019] 其中為最大充電功率；
[0020] 儲(chǔ)能系統(tǒng)出力目標(biāo)值Pbess (i)為放電功率值時(shí)：
[0021] 右^^ i⑴> Pmax時(shí)，設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)出力目標(biāo)值Z5fcesi (Z) = Pn^x
[0022] 其中Pfx:為最大放電功率。
[0023] 本發(fā)明提供的第二優(yōu)選技術(shù)方案中，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率的計(jì)算規(guī)則如下：
[0024] Pw(t)為t時(shí)亥丨J的發(fā)電實(shí)際功率值，C1表示處于P f(t)與Pfb(t)之間的功率數(shù)值， C2表示處于Pf⑴與Pfs⑴之間的功率數(shù)值，
[0025] 當(dāng)發(fā)電狀態(tài)為A時(shí)：
[0026] SOC處于區(qū)間I，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為0 ;SOC處于區(qū)間II、III、IV、V、VI、VII， 儲(chǔ)能系統(tǒng)系統(tǒng)總目標(biāo)功率為Pfs (t) _PW (t);
[0027] 當(dāng)發(fā)電狀態(tài)為B時(shí)：
[0028] SOC處于區(qū)間I、II、III，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為-(Pw(t) -Pfs⑴），SOC處于區(qū)間 IV，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為〇, SOC處于區(qū)間V，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為C2-Pw (t)，SOC處于區(qū) 間VI、VII，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為Pfb(t) -Pw⑴；
[0029] 當(dāng)發(fā)電狀態(tài)為C時(shí)：
[0030] SOC處于區(qū)間I、II，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為_(Pw(t)-Pfs(t))，SOC處于區(qū)間III， 儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為-(P w(t)-c2)，SOC處于區(qū)間IV，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為0, SOC處于 區(qū)間V，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為Pf (t)-Pw(t)，SOC處于區(qū)間VI、VII，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為 Pfb (t)-Pw (t)；
[0031] 當(dāng)發(fā)電狀態(tài)為D時(shí)：
[0032] SOC處于區(qū)間I、II，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為_(Pw(t)-Pfs(t))，SOC處于區(qū)間III， 儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為-(P w (t) -Pf (t) )，SOC處于區(qū)間IV，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為0, SOC處 于區(qū)間V，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為C1-Pw(t)，SOC處于區(qū)間VI、VII，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為 Pfb (t)-Pw (t)；
[0033] 當(dāng)發(fā)電狀態(tài)為E時(shí)：
[0034] SOC處于區(qū)間I、II，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為_(Pw(t)-Pfs(t))，SOC處于區(qū)間III， 儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為-(P w(t)-Cl)，SOC處于區(qū)間IV，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為0, SOC處于 區(qū)間V、VI、VII，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為Pfb (t)-Pw⑴；
[0035] 當(dāng)發(fā)電狀態(tài)為F時(shí)：
[0036] SOC處于區(qū)間I、II，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為_(Pw(t)-Pfs(t))，SOC處于區(qū)間III， 儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為-(P w(t)-pf(t))，SOC處于區(qū)間IV、V、VI，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率 為-(P w(t)-Pfb⑴），SOC處于區(qū)間VII，儲(chǔ)能系統(tǒng)總目標(biāo)功率為0。
[0037] 本發(fā)明提供的第三優(yōu)選技術(shù)方案中，所述步驟（3)中初始目標(biāo)功率值的計(jì)算方法 包括步驟如下：
[0038] A、當(dāng)目標(biāo)功率相對(duì)較小時(shí)，由功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)來承擔(dān)儲(chǔ)能系統(tǒng)的總目標(biāo)功率；
[0039] B、當(dāng)目標(biāo)功率超出功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)的出力沮圍，由能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)來承擔(dān)儲(chǔ)能系 統(tǒng)的總目標(biāo)功率；若能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)出力仍舊不能滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)的總目標(biāo)功率的需求，則 能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)不能滿足的超出部分由功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)承擔(dān)。
[0040] 本發(fā)明提供的第四優(yōu)選技術(shù)方案中，所述步驟（4)包括如下步驟：
[0041] D、基于模糊控制器中的輸入量S0Csc(t-l)和AS0Csc(t)，確定輸出量K sc(t)，其中 S0Cse(t-l)為t-ι時(shí)刻結(jié)束后功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)值，AS0Cse(t)為t時(shí)刻功率型 儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電狀態(tài)變化量的理論值，K sc(t)為t時(shí)刻功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)出力值的調(diào)節(jié)系數(shù)；
[0042] E、得出功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)和能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)的總目標(biāo)功率值，
[0043] Ps