【技術實現步驟摘要】
本申請涉及儲能系統平抑風電波動控制，特別是涉及一種儲能系統平抑風電波動控制方法。
技術介紹
1、大力發展風電是加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系，實現能源可持續發展和雙碳目標的有效途徑。然而，風電功率的波動性和間歇性給電網的安全穩定運行帶來了巨大的沖擊和影響。儲能技術的快速發展和應用能夠有效彌補風電發電的弊端，可有效平滑風電并網功率波動，提高風電在電網中的滲透率。伴隨風電場配置儲能規模大幅增加，提高風電場儲能平滑能力和壽命已成為各方關注的焦點。而現有研究考慮儲能系統當前剩余容量對未來平滑能力的影響分析不足，如何有效兼顧平滑風電功率波動能力和儲能系統使用壽命之間的矛盾還有待進一步研究。
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述問題提供一種儲能系統平抑風電波動控制方法。
2、本專利技術提供了一種儲能系統平抑風電波動控制方法，該方法包括：
3、s1：根據風儲聯合發電系統功率平衡方程和儲能能量狀態迭代方程構建模型預測控制系統模型；
4、s2：獲取風電場有功功率允許變化限值和風電場的裝機容量，基于風儲聯合發電系統功率平衡方程中的并網功率、所述風電場有功功率允許變化限值、所述風電場的裝機容量確定并網功率允許波動范圍；
5、s3：基于所述并網功率允許波動范圍和風儲聯合發電系統功率平衡方程中的風電功率確定目標功率值；
6、s4：以風儲聯合發電系統功率平衡方程中的并網功率與目標功率值之間的偏差、儲能能量狀態迭代方程中的儲能系統剩余容量偏離
7、s5：基于所述并網功率與所述并網功率允許波動范圍比較，確定儲能系統平抑風電波動控制方案；
8、所述儲能系統平抑風電波動控制方案包括：
9、第一控制方案，調整目標函數的參數；
10、第二控制方案，采用統計學因子分析理論構建矛盾因子，根據所述矛盾因子對儲能系統的充放電功率進行修正。
11、優選的，風儲聯合發電系統功率平衡方程的表達式為：
12、pg(i+1)＝pb(i)+pw(i)；
13、儲能能量狀態迭代方程的表達式為：
14、csoc(i+1)＝csoc(i)-ηpb(i)×tc/crated；
15、csoc(i)＝soc(i)×crated；
16、其中，pg(i+1)表示第i+1時刻的并網功率，pb(i)表示第i時刻的儲能系統輸出功率，pw(i)表示第i時刻的風電功率，csoc(i+1)表示第i+1時刻的儲能系統剩余容量，csoc(i)表示第i時刻的儲能系統剩余容量，η表示儲能系統轉換效率，tc表示儲能系統控制周期，crated表示儲能系統額定容量，soc(i)表示第i時刻的儲能系統荷電狀態。
17、優選的，構建模型預測控制系統模型的過程包括：
18、s1.1：根據所述風儲聯合發電系統功率平衡方程和所述儲能能量狀態迭代方程，并結合疊加定理，構建風儲聯合發電系統的模型預測控制系統模型，其狀態空間方程表達式為：
19、x(i+1)＝ax(i)+b1u(i)+b2r(i)；
20、x(i)＝[pg(i),csoc(i)]t；
21、u(i)＝pb(i)；
22、r(i)＝pw(i)；
23、其中，x(i)表示狀態變量，u(i)表示控制變量，r(i)表示輸入變量，pg(i)表示第i時刻的并網功率，csoc(i)表示第i時刻的儲能系統剩余容量，pb(i)表示第i時刻的儲能系統輸出功率，pw(i)表示第i時刻的風電功率，η表示儲能系統轉換效率，tc表示儲能系統控制周期，crated表示儲能系統額定容量；
24、s1.2：根據模型預測控制原理，求出未來i+k時刻的輸出量，計算公式為：
25、
26、其中，pg(i+k|i)表示在第i時刻預測得到i+k時刻的并網功率；pw(i+k|i)表示風電功率在時段[i+(k-1),i+k]內的有功出力增量；n表示模型預測控制步長；csoc(i+k|i)表示在第i時刻預測得到i+k時刻的儲能系統剩余容量；pb(i+k|i)表示i+k時刻的儲能系統輸出功率；ut(i+k|i)表示求解得到的一時間段內的最優控制序列，表達式為：
27、ut(i+k|i)＝[u(i+1),u(i+2),···,u(i+n)]，k＝1,2,···,n；
28、其中，u(i+1)表示i+1時刻的控制變量，u(i+n)表示i+n時刻的控制變量；
29、s1.3：取u(i+1)作為i+1時刻的儲能系統輸出功率，更新所述狀態變量，優化所述風儲聯合發電系統的狀態空間方程，i＝1440時，迭代終止，優化后的所述風儲聯合發電系統的狀態空間方程為所述模型預測控制系統模型。
30、優選的，s2中，所述基于風儲聯合發電系統功率平衡方程中的并網功率、所述風電場有功功率允許變化限值、所述風電場的裝機容量確定并網功率允許波動范圍，包括：
31、基于所述風電場有功功率允許變化限值和所述風電場裝機容量，計算第i時刻起1分鐘內以及10分鐘內的并網功率允許波動范圍，計算公式為：
32、
33、
34、其中，pg1.min(i)-pg1.max(i)表示第i時刻起1分鐘內的并網功率允許波動范圍；pg10.min(i)-pg10.max(i)表示第i時刻起10分鐘內的并網功率允許波動范圍；pg(i)表示第i時刻的并網功率；n表示第一裝機容量的風電場的風電場有功功率允許變化限值；m表示第二裝機容量的風電場的風電場有功功率允許變化限值；cinstall1表示第一裝機容量；cinstall2表示第二裝機容量；δt表示第i時刻起的10分鐘內的各時刻；δi表示時間間隔。
35、優選的，s3中，所述基于所述并網功率允許波動范圍和風儲聯合發電系統功率平衡方程中的風電功率確定目標功率值，包括：
36、
37、其中，pa(i)表示目標功率值；pg.max(i)表示第i時刻起1分鐘內或10分鐘內的并網功率允許波動范圍的上限；pg.min(i)表示第i時刻起1分鐘內或10分鐘內的并網功率允許波動范圍的下限；pw(i)表示第i時刻的風電功率。
38、優選的，s4中，所述目標函數的表達式為：
39、
40、其中，λ(i)表示動態調整系數；k表示第k時刻，m表示控制指令序列長度；pg(i+k|i)表示在第i時刻預測得到i+k時刻的并網功率；pa(i+k|i)表示i+k時刻的目標功率值；csoc(i+k|i)表示在第i時刻預測得到i+k時刻的儲能系統剩余容量；cideal表示理想值。
41、優選的，s4中，還包括儲能系統功率約束和儲能系統容量約束；
42、所述儲能系統功率約束表達式為：
43、
44、所述儲能系統容量約本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，風儲聯合發電系統功率平衡方程的表達式為：
3.根據權利要求2所述的儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，構建模型預測控制系統模型的過程包括：
4.根據權利要求1所述的儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，S2中，所述基于風儲聯合發電系統功率平衡方程中的并網功率、所述風電場有功功率允許變化限值、所述風電場的裝機容量確定并網功率允許波動范圍，包括：
5.根據權利要求2所述的儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，S3中，所述基于所述并網功率允許波動范圍和風儲聯合發電系統功率平衡方程中的風電功率確定目標功率值，包括：
6.根據權利要求1所述的儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，S4中，所述目標函數的表達式為：
7.根據權利要求6所述的儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，S4中，還包括儲能系統功率約束和儲能系統容量約束；
8.根據權利要求6所述的儲能系統平抑風電
9.根據權利要求1所述的儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，S5中，構建矛盾因子的過程包括：
10.根據權利要求8所述的儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，所述第二控制方案中，
...【技術特征摘要】
1.一種儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，風儲聯合發電系統功率平衡方程的表達式為：
3.根據權利要求2所述的儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，構建模型預測控制系統模型的過程包括：
4.根據權利要求1所述的儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，s2中，所述基于風儲聯合發電系統功率平衡方程中的并網功率、所述風電場有功功率允許變化限值、所述風電場的裝機容量確定并網功率允許波動范圍，包括：
5.根據權利要求2所述的儲能系統平抑風電波動控制方法，其特征在于，s3中，所述基于所述并網功率允許波動范圍和風儲聯合發電系統功率平衡方程中的風電功率確定目標功率值，包括：
6.根據權利要求1所述的儲能系統平抑風電波...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊京渝，彭麗，陽同光，李婉婷，黃銀歡，陳雯靜，陳穎倩，曹京毅，費雅雯，
申請(專利權)人：湖南城市學院，
類型：發明
國別省市：
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