一種基于電池soc的光儲發(fā)電站并網(wǎng)功率平滑方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及光儲發(fā)電控制技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，設(shè)及一種基于電池SOC的光 儲發(fā)電站并網(wǎng)功率平滑方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在能源短缺日益凸顯，能源結(jié)構(gòu)亟待改善的背景下，光伏逐漸走入大眾視野。光伏 發(fā)電不同于傳統(tǒng)發(fā)電，其輸出功率隨著光照強度、溫度等環(huán)境因素的改變而改變，并且不可 控制，因此光伏發(fā)電的間歇性和隨機性對電網(wǎng)產(chǎn)生的劇烈沖擊，嚴重影響了電網(wǎng)的安全、穩(wěn) 定運行。儲能系統(tǒng)的應(yīng)用可W解決光伏發(fā)電的波動問題，不僅可W降低對電網(wǎng)的沖擊，同時 還可W改善解決電壓脈沖、涌流、電壓跌落和瞬時供電中斷等動態(tài)電能質(zhì)量問題。
[0003] 針對平滑光伏發(fā)電輸出功率波動的問題，目前已有較多的儲能控制方法。通過光 伏發(fā)電功率的預(yù)測，綜合儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)等因素計算光伏輸出功率的設(shè)定值，達到平 滑光伏輸出功率的目的，該方法控制效果的優(yōu)劣很大程度上取決于光伏發(fā)電功率的預(yù)測精 度；基于低通濾波原理的光伏功率波動平滑控制策略，光伏輸出功率的高頻分量能被儲能 系統(tǒng)濾除，從而達到平滑的效果，但儲能電池的荷電狀態(tài)（stateofcharge,又簡稱為S0C， 當前電池電量和電池額定電量的比值）未被平滑控制考慮，可能出現(xiàn)電池過充過放的情 況，從而影響儲能電池的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對上述存在的問題，提供一種基于電池SOC的 光儲發(fā)電站并網(wǎng)功率平滑方法，包括：
[0005] 步驟1 :獲取光伏發(fā)電功率單元在當前時段內(nèi)的實際發(fā)電功率Ppvs[M]和當前運 行時段內(nèi)的并網(wǎng)功率指令Pgfid;PPvs[M]表示包含M個發(fā)電功率的數(shù)組；
[0006] 步驟2 :對實際發(fā)電功率Ppvs[M]進行低通濾波并取濾波結(jié)果的最后一個值Ppv;
[0007] 步驟3 :根據(jù)Ppv和并網(wǎng)功率指令P,"4預(yù)估下一運行時段起始時刻的儲能電池荷電 狀態(tài)S0C。；
[0008] 步驟4 :根據(jù)所述S0C。通過模擬控制環(huán)路預(yù)測下一運行時段內(nèi)儲能發(fā)電功率單元 的瞬時發(fā)電功率PesgsM表示包含N個瞬時發(fā)電功率的數(shù)組；并計算出該時段內(nèi)儲能 發(fā)電功率單元的預(yù)測瞬時發(fā)電功率的平均值Ppsgi;將平均值PMgi作為儲能發(fā)電功率單元的 充放電功率指令。
[0009] 步驟3進一步包括：
[0010] 步驟31 :將Ppv和所述并網(wǎng)功率指令Pg"d作差后得到該時段內(nèi)所述儲能發(fā)電功率 單元的平均發(fā)電功率Pesg;Pesg=PPV-Pgrid(1);
[0011] 步驟32:根據(jù)儲能電池的SOC模型計算出下一運行時段起始時刻的儲能電池荷電 狀態(tài)S0Cn:S0Cn=SOC〇+K*N*Pesg*At似；
[0012] 其中，S0C。為當前時刻的儲能電池荷電狀態(tài)值，K為儲能電池荷電狀態(tài)與電池輸出 或輸入功率的比例系數(shù)，At為兩個相鄰離散時間點之間的時間間隔。
[0013] 步驟4中根據(jù)所述S0C。通過模擬控制環(huán)路預(yù)測下一運行時段內(nèi)儲能發(fā)電功率單 元的瞬時發(fā)電功率的步驟進一步包括：
[0014] 步驟41 :將所述S0C。與參考值SOCref作差，并將差值經(jīng)過比例控制器放大后，預(yù)測 到下一運行時段第1個離散時間點的瞬時發(fā)電功率
[001引步驟42:將Pesgsi代入式電池模型SOCW=SOCn+K*N沖esgsl*At后計算出下一運行 時段第2個離散時間點的儲能電池荷電狀態(tài)SOCwi;
[001引步驟43 :將所述SOCwi與參考值SOCW作差，并將差值經(jīng)過比例控制器放大后，預(yù) 測到下一運行時段第2個離散時間點的瞬時發(fā)電功率Pm,s2;
[0017]W此類推，預(yù)測得到下一運行時段內(nèi)其余離散時間點的儲能發(fā)電功率單元的瞬時 發(fā)電功率。
[0018] 進一步，還包括建立約束條件對預(yù)測瞬時發(fā)電功率的平均值進行限制得到 Pesg2,并將作為儲能發(fā)電功率單元的充放電功率指令，具體包括W下步驟：
[001引步驟51 :求解不等式S0Cmm《SOCn+K*N沖esg*At《SOCmax(S),得到
(9);S0C。為所述下一運行時段起始時刻的儲 能電池荷電狀態(tài)；
[0020] 步驟52 :計算不等式Pmi。^PPmax(7)，與不等式（9)的交集；
[0021] 步驟53 :判斷平均值Pesgl是否落入所述交集中：若是，則Pesg2等于Pesgl;若Pesgl比 所述交集的最小值小，則等于所述交集的最小值；若PMgl比所述交集的最大值大，貝U P<3sg2等于所述交集的最大值。
[0022] 進一步，還包括步驟6:將Ppw2傳輸給能量管理系統(tǒng)，接收經(jīng)過能量管理單元調(diào)度 后的充放電功率PMg3,將作為儲能發(fā)電功率單元的充放電功率指令。
[0023] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0024] 本發(fā)明方法根據(jù)電池的荷電狀態(tài)（SOC)通過模擬控制環(huán)路預(yù)測出儲能發(fā)電功率 單元的發(fā)電功率，經(jīng)過約束條件進行約束后傳遞給能量管理系統(tǒng)，并接受能量管理系統(tǒng)的 調(diào)度，最后將確定的功率指令傳遞給儲能發(fā)電功率單元指導(dǎo)其運行，通過對電池SOC的直 接控制，在滿足平滑光伏并網(wǎng)發(fā)電功率，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和提高太陽能資源利用率的要求 的基礎(chǔ)上，兼顧電池的充放電維護，達到延長電池使用壽命的目的。
【附圖說明】
[00巧]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：
[0026] 圖1為本發(fā)明方法一個具體實施例的流程框圖。
[0027]圖2為運行本發(fā)明方法的一個具體實施例的光儲電站系統(tǒng)框圖。
[0028] 圖3為本發(fā)明一個具體實施例采用的模擬控制環(huán)路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0029] 本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟W外，均可WW任何方式組合。
[0030] 本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的 替代特征加W替換。目P，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子 而已。
[0031] 參見圖1和圖2,本發(fā)明實施例提供了一種光儲發(fā)電站并網(wǎng)功率平滑方法，應(yīng)用于 光伏儲能綜合發(fā)電站。
[0032] 現(xiàn)有的光儲發(fā)電站一般包括光伏發(fā)電功率單元、儲能發(fā)電功率單元及功率平滑系 統(tǒng)，在其他光儲發(fā)電站中還包括有能量管理系統(tǒng)（EM巧。
[0033] 本發(fā)明方法第一實施例包括：
[0034] 步驟1 :獲取光伏發(fā)電功率單元在當前時段內(nèi)的實際發(fā)電功率Ppvs[M]和當前運行 時段內(nèi)的并網(wǎng)功率指令Pgfid;PPVS[M]表示包含M個發(fā)電功率的數(shù)組。
[0035] 步驟2 :對實際發(fā)電功率Ppvs[M]進行低通濾波并取濾波結(jié)果的最后一個值Ppv;本 實施例中，低通濾波器的幅頻函數(shù)為
(3).
[0037] 其中，T= 1/2f，f為低通濾波器的截至頻率，O為頻率變量。濾波結(jié)果的最后 一個值在一定程度上反應(yīng)了前面所有值，與其都有一定的關(guān)聯(lián)。
[003引步驟3 :根據(jù)Ppv和并網(wǎng)功率指令Pgrid預(yù)估下一運行時段起始時刻的儲能電池荷電 狀態(tài)S0C。。
[0039] 步驟4 :根據(jù)所述S0C。通過模擬控制環(huán)路預(yù)測下一運行時段內(nèi)儲能發(fā)電功率單元 的瞬時發(fā)電功率PesgsM表示包含N個瞬時發(fā)電功率的數(shù)組；并計算出該時段內(nèi)儲能 發(fā)電功率單元的預(yù)測瞬時發(fā)電功率的平均值；將平均值Pewl作為儲能發(fā) 電功率單元的充放電功率指令。
[0040] 其中，步驟3進一步包括：
[0041] 步驟31 :將Ppv和所述并網(wǎng)功率指令Pg"d作差后得到該時段內(nèi)所述儲能發(fā)電功率 單元的平均發(fā)電功率Pesg;Pesg=PPV-Pgrid(1);
[0042] 步驟