提高风出力预测精度的储能系统模糊控制策略

风气象信息的精细化程度不够高会造成风电场风出力预测精度的降低,给电网调度增加了难度。在风电场中配置锌溴电池储能系统是提高风电场日前预报精度的有效措施,对储能装置控制是其关键问题。文章采用模糊控制方法,搭建了储能系统模糊控制规则库,根据电池储能系统荷电状态SOC的变化来控制储能充放电功率;并将所提出的控制策略在新疆达坂城风电场-储能联合发电系统中进行了仿真验证,与传统控制策略进行了对比分析。研究结果表明,采用模糊控制策略的储能系统能够更有效地提高风出力短期预测精度,85%的预测值达到了国家电网要求。     

基于模型预测控制的虚拟电厂储能系统能量协同优化调控方法

随着可再生能源在传统电网中的渗透率逐渐增高,虚拟电厂的概念被提出,旨在有效整合并利用可再生能源.提出了一种基于模型预测控制的虚拟电厂储能系统能量协同优化调控方法,使用长短期记忆神经网络来获取未来一天内虚拟电厂管辖范围内的负荷、风电、光伏出力预测值.在模型预测控制的框架下,以虚拟电厂运行调度的成本最小化为目标,使用一种改...     

基于最优滚动控制域的储能控制策略

针对风电场预测功率与实际功率不匹配以及风力发电不确定性问题,提出一种以补偿风电预测误差和平抑风电波动为目标的储能控制策略。该策略以先进控制理论为基础,结合储能补偿预测区间和储能平抑风电波动区间,提取考虑储能运行成本的储能最优滚动控制域。首先,针对储能补偿预测误差目标,制定储能控制策略,提取允许误差内的储能补偿区间;其次,考虑风电功率波动要求及荷电状态（SOC）约束,采用模型预测控制求解出储能滚动控制序列,确定储能平抑区间。最后,考虑储能运行成本,将补偿区间和平抑区间相结合,制定储能最优滚动控制区间,以此为基础确定储能容量。以中国新疆某风电场为例,对该文提出的储能控制策略与传统控制策略进行对比验证,验证所提策略的可行性和有效性。     

混合储能提高风出力预测精度研究

风气象信息精细化程度不够造成风电场风出力预测精度低,给电网调度增加了难度,采用储能装置可提高预测精度,但是合理又经济地配置储能容量较困难。文章提出在风电场中配置蓄电池和超级电容器混合储能系统,提高风电场日前预报精度;通过高通滤波器得到误差变化较快的成分,由超级电容器来弥补;由蓄电池来弥补剩余变化较慢的误差成分。综合考虑这些误差变化特点及储能充放电功率发生概率特点,合理选取储能额定容量,并且分别搭建了超级电容器和蓄电池储能系统模糊控制规则库,根据各自荷电状态SOC优化分配混合储能充放电功率。最后对新疆某风电场并入混合储能进行了仿真分析,结果表明:采用模糊控制策略的混合储能系统能够更显著有效地提高风出力短期预测精度。     

具有模式激活的储能双向DC-DC变换器的有限集模型预测控制方法

针对直流微电网中分布式发电机组输出功率不确定及负荷波动导致系统功率不平衡和直流母线电压不稳定的问题,提出了一种双向DC-DC变换器的模式激活有限集模型预测控制方法,预设了直流母线电压允许波动范围的上下限,利用范围比较器,根据母线电压实际值自动选择储能系统的工作模式,并实现其在不同模式之间的自由切换。仿真结果表明,提出的控制策略在三种模式切换的过程中,能够快速地稳定母线电压值,提高系统的电能质量并延长蓄电池的使用寿命。研究成果可用于指导工程实践。     

提高双向调节能力的混合储能平滑风电控制策略

为有效平滑风电出力,避免电池频繁充放电,提出了基于模型预测控制-模糊控制的并网功率平滑控制策略。首先采用模型预测控制获取风电目标出力与混合储能总输出参考功率;然后,设计了基于超级电容荷电状态的模糊自适应时间常数的一阶低通滤波法,对超级电容与锂电池实现自适应功率分配;接着基于双储能系统的充放电不平衡指标设计了模糊荷电状态优化控制,同时设计了改进双储能工作模式及相应切换规则以避免荷电状态越限;最后在Matlab/Simulink平台上建模仿真,验证了该控制策略的有效性。结果表明,所提控制策略不仅可以有效平滑风电并网功率,减小储能容量与功率配置,还可以减小锂电池的充放电切换次数,提高系统的双向调节能力。     

基于双时间尺度净负荷预测的储能调峰控制策略

在将风电和负荷作为一个整体的前提下,该文提出一种基于日前和超短期滚动双时间尺度净负荷预测的储能调峰策略.该策略在日前规划阶段,基于日前功率预测以常规调峰机组出力最小为目标优化储能充放电序列,并建立调峰后联络线功率区间;在滚动调节优化阶段,提出一种基于VMD-SaE-ELM的净负荷超短期预测方法,并基于超短期净负荷的预测...     

模块化多电平复合变换器电池储能系统模型预测优化控制策略

基于MMHC-BESS,将MPC算法与占空比调制思想结合,提出一种可有效减小系统计算负担的模型预测优化控制策略。控制策略利用MPC算法实现功率控制,通过变换器的离散模型反推出最优输出电压,采用载波移相调制方法实现开关信号输出。同时考虑电网电压不平衡状况,利用MPC算法对负序电流及功率波动进行抑制,具备较好的冗余容错运行能力。最后通过仿真模型验证了所提控制方法的有效性和可行性。     

基于混合储能的并网光伏发电系统功率控制研究

针对并网光伏发电系统输出功率的波动,提出利用混合储能系统对功率进行平抑.介绍了光伏最大功率跟踪和并网逆变的控制,为实现发电和并网功率的匹配,考虑蓄电池和超级电容器各自特性的优势,对混合储能系统提出了三级式功率分配策略;通过设计相应的控制方法和以功率分配单元的输出功率作为参考值,混合储能系统控制变换器进行合理充放电.混合储能系统不仅保证了并网功率按计划运行,而且稳定了直流母线电压、满足了随机负荷供电.通过仿真验证,三级式功率分配策略有效,控制方法可行.     

基于FMPC的储能系统跟踪光伏发电计划控制策略

为了最大限度地提高跟踪光伏发电计划的能力,文章提出一种适用于储能系统的模糊模型预测控制(FMPC)充放电控制策略。基于模型预测控制(MPC)方法,建立了以储能系统剩余容量偏离理想值、并网功率与发电计划偏差最小为目标的控制模型,通过引入模糊控制(Fuzzy Control),即时调节目标函数中的权重系数以获得最佳跟踪效果。以光伏电站实际运行数据进行仿真分析,结果表明,与传统MPC和普通控制策略相比,所提出的基于FMPC的储能系统控制方法具有独特的灵活性和适应性。     

风能转换系统的动态矩阵控制

在实际的变速变桨风力机系统中,模型的强非线性、满负载工况下不稳定的风速及系数参数测量误差的存在,使传统的控制方法难以取得满意的控制效果,因此针对满负载工况下的风能转换系统提出了一种基于多变量动态矩阵控制的控制策略,先构建风能转化系统模型,将时变非线性模型在平衡点处线性化,得到其输入输出偏移量的线性化模型;再利用动态矩阵算法,间接控制发电机转速与功率在额定值处稳定;最后在风轮与电机转动惯量测量误差为40%的情况下进行仿真。结果表明,所得动态矩阵控制器具有较小的波动与较好的鲁棒性,能有效减小系统参数误差的影响,可在安全的工作范围内提供期望的性能,有助于提高电力系统的效率和电能质量。     

风电场储能系统技术研究

本文主要介绍风电场储能系统组成部分及工作原理。根据在实时数字仿真系统RTDS环境下搭建的系统模型,研究投入储能系统前后,风电场有功功率间歇性波动和电压波动对电网的影响对比,为解决风力发电等新能源并网问题提供借鉴。     

用于风电场功率控制的飞轮储能系统仿真研究

风电输出功率的波动性和间歇性严重影响电能质量。飞轮储能系统因单位储能成本和使用寿命方面的优势,成为当下解决该问题的一种潜在方案。以无刷直流电机作为飞轮的驱动电机,在分析其电动,发电运行的基本原理及数学模型的基础上,建立了飞轮储能系统的仿真模型。结合无刷直流电机双闭环调速系统和风电场功率控制要求设计了飞轮储能系统充电运行的控制方案。探讨了飞轮储能系统的能量反馈机理,利用回馈制动方式和前馈解耦控制策略分别对直流母线电压和电网侧逆变器进行控制,实现放电状态下对风电场输出功率的跟踪。最后通过实例仿真验证了模型的正确性和控制方案的有效性,为飞轮储能系统的设计和在风电场功率控制中的应用提供了参考和指导。     

Control Strategies for Battery Energy Storage for Wind Farm Dispatching

Integrating a battery energy storage system (BESS) with a large wind farm can smooth out the intermittent power from the wind farm. This paper focuses on development of a control strategy for optimal use of the BESS for this purpose. The paper considers a conventional feedback-based control scheme with revisions to incorporate the operating constraints of the BESS, such as state of charge limits, charge/discharge rate, and lifetime. The goal of the control is to have the BESS provide as much smoothing as possible so that the wind farm can be dispatched on an hourly basis based on the forecasted wind conditions. The effectiveness of this control strategy has been tested by using an actual wind farm data. Finally, it is shown that the control strategy is very important in determining the proper BESS size needed for this application.      

储能提升含高比例风电电力系统可靠性分析

高比例风电并网对电力系统的可靠运行带来威胁,合理利用储能装置提升电力系统的可靠性成为必要手段。文章依据电力系统实际负荷数据,采用蒙特卡罗抽样与等效电量函数法相结合的策略,分别对只含常规机组、风电并网以及储能参与高比例风电并网3个不同场景下的电力系统进行可靠性指标计算,得到不同季节可靠性指标在各个场景下的变化趋势,分析储能系统对电力系统可靠运行的积极影响。使用某省级电网风功率和机组的真实数据展开算例分析,检验所提方法的必要性和有效性。     

利用剩余风电的感应储能供暖控制系统研究

为了解决我国北方地区风电的弃风问题,改进剩余风电供暖系统的直接消纳储能技术,改善电蓄热供暖控制系统中存在换能装置电热转化效率低下的问题,经过方案对比提出采用电热转换效率高、安全可靠性好的电磁感应加热装置作为供暖系统的换能装置。为优化储能水箱加热供暖系统的控制策略,针对系统给定的控制需求,采取前级附加给定温度模糊控制器串联后级感应加热模糊PID控制器的复合控制策略,使闭环加热系统的给定温度随室外温度的变化而调整;同时为了节约不可再生能源,降低损耗,采用与后级模糊PID控制器的输出构成闭环比值随动控制系统的加热循环流量协调控制策略。利用Matlab/Simulink软件进行仿真实验,结果表明：模糊PID控制特性明显优于传统PID控制,系统的超调量显著减少,动态调节速度明显加快;实现模糊控制和模糊PID控制复合与协调智能控制策略的网络化,提高了系统控制的实时性和可靠性,使系统控制性能大为提升。     

风电-储能联合日运行优化调度模型

以风电-储能联合运行的总收益最大为目标,建立了考虑联合出力惩罚约束的风电-储能联合日运行优化调度模型。通过引入辅助的连续变量和0-1变量及相关约束,将联合运行优化问题转化为混合整数线性规划问题,最后通过调用GAMS软件中的CPLEX对模型进行求解。并分别分析了不同场景下的风电场独立运行和风-储联合系统运行的经济性。算例结果表明,风电场和储能装置联合运行可降低风电出力波动对系统运行的影响,具有较好的经济性,同时验证了所建模型的合理性及方法的有效性。     

储能设备对孤立风力发电系统的影响

采用序贯蒙特卡罗法对含有储能设备的风/柴孤立发电系统进行充裕度评估。针对样例系统,在发电系统强迫停运率、储能设备容量以及峰值负荷取值不同的情况下,计算发电系统的充裕度指标;研究储能设备对孤立发电系统充裕度的影响,并对产生影响的原因进行分析。结果表明,加入储能设备可改善发电系统的充裕度,提高系统的供电可靠性水平,减少风力发电机组输出功率波动对系统的影响。分析方法和结果可为储能设备在风力发电系统中的应用和储能设备容量的选择等方面提供参考。     

风/柴/储能风力发电系统储能装置控制与仿真

采用电压外环和电流内环的控制方法,设计了风/柴/储能发电系统储能装置控制器电路,该控制器适用于连接在系统直流母线上蓄电池等储能装置的控制。在Matlab环境下,对该控制器进行了仿真,结果表明,该控制器能确保储能装置稳定运行,满足风/柴/储能风力发电系统对电压稳定的要求。