大规模储能系统控制模式研究

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1、棠-)-汔恰嵌IQDONGFANGTURBINEIVV3．1波动平抑控制模式新能源并网功率的平抑控制可以通过储能系统的对于新能源发电的输出功率信号中的低频分快速充放电控制实现．所以合理有效地对储能系量，由于其波动比较缓慢，功率变化率较小，注统的控制是新能源输出功率波动平抑控制实现的人电网时电力系统有充足的时间进行响应．然而关键高频分量会导致功率变化率变大．短时间内会对图2是能量波动平抑控制预期效果图．当新能电网造成严重的冲击．给电网安全运行带来隐患。源输出功率大于该时刻经平抑后的实际并网功率储能系统在波动平抑控制模式下可以通过其充放时

2、．需要控制储能系统快速吸收“多余”功率；电来改变新能源输出功率的幅值．剔除新能源输当新能源输出功率小于该时刻经平抑后的实际并出功率中的高频分量．减小功率的变化．使输出网功率时．控制储能系统应快速补充相应的功率功率较为平滑缺额这与信号处理中的低通滤波原理类似．低通图3是能量波动平抑控制流程图．通过对新能滤波器通过对输入信号的幅值进行处理．去除高源输出功率值进行低通滤波处理，得出新能源频分量。使输出信号更加平滑。而储能系统则通并网的参考功率，。新能源输出功率值和参考过其充放电来改变新能源输出功率的幅值．使注的并网功率问的差值AP=—，即为

3、储能系统入电网的电能更为平稳。因而。利用储能系统对的工作功率=AP。寰一j磐褂雷时间(rain)图2能量波动平抑控制预期效果示意图(为新能源输出功率；为实际并网功率)如图3所示，新能源输出功率值是输入信号．输出信号为储能系统的工作功率。采用一阶低通滤波器对新能源输出功率进行平抑控制时，其低通滤波模型为：图3能量波动平抑控制流程图+=(1)其中．r为滤波时间常数。由于是对新能源采7nf棠dr汔粉按-VDONGFANGTURBINE样输出功率进行平抑，故需要对式(1)进行离散成的区域必须满足：可充电区域的面积≥放电区化处理。设平抑控制周期

4、为，在t=kT~0：域面积，．Kz者越接近越好，即：()≥豳()(5)f堡砖(2)可以解出￡：．j}耐刻新能源并网的参考功率：南呓+斋(3)从而可以计算出该时刻储能系统的工作功率：==一一iT(一P^：)(4)对新能源输出功率进行储能平抑控制前，要根据期望得到的平抑效果确定需要滤除的功率波图4功率平滑参考值与预测功率曲线关系示意图动分量的频率，即截止频率，：，进而得到滤波时间常数。下值决定了经平抑后风电场输出功率的平如图4所示，只有当平滑参考值为时，才滑程度。满足式(5)的要求，也满足“可充电区域的面积在进行波动平抑控制模式下．要求储

5、能变流与放电区域面积越接近越好的原则”时．才能通器和蓄电池堆具有快速大功率充放电的能力过储能系统的充放电完成平滑功率到的目的。3．2．2储能电站充放电功率的确定3．2调峰控制模式在确定了功率平滑参考值的情况下．可以确在调峰模式下．区别于波动平抑控制模式，定调峰模式下储能系统的充放电功率。储能系统此时主要用于平滑一个时间段(小时级别)的输出功率．保证一个时间段的输出功率的相对平滑为了实现对一个时间段内的输出功率的平滑．需要引入新能源发电的功率预测功能．评估下一个时间段新能源具备的可能发电能力．用以制定储能系统的控制策略3．2．1功率平滑

6、参考值的确定功率平滑参考值是指：根据新能源发电预测得到的预测功率曲线．引入储能系统的充放电补图5储能系统充放电功率示意图偿后，二者功率平滑后所得到期望值。当新能源发电有电网调度时．功率平滑参考图5为用以确定储能电站的充放电功率的示意值就是电网调度给定的功率：当没有电网调度计图。在调峰模式下。储能系统用于“削峰填谷”．划时，需要自给定一个合理的参考值作为参考．此时其作用并不是一旦新能源发电功率偏低就放作为平滑功率输出的目标。电补偿、功率偏高就充电．而是在一定的原则下在没有电网调度计划时．为了实现调峰模式进行合理的充放电控制。具体如下：当

7、新能源发的要求，首先必须优先确定接下来时间段的功率电机组功率预测曲线与功率平滑参考值曲线围成平滑参考值。本文制定该值的原则是：以功率平的区域包含的能量超过一个能量阈值△时．才启滑参考值作为参考，其与新能源功率预测曲线围动储能电站进行充电或放电操作。其中能量阈值震言浇粉按l71DONGFANGTURBINE0△与储能系统的容量、SOC有关：充电时。SOC统的充放电功率大小越大，a则越小；放电则反之，当SOC越大时。在进行调峰控制模式下，要求储能系统的容△则越大等量较大，根据目前研究及示范工程可知．此模式以图5中的A、、C、D、E为例，调

8、峰模式下下储能系统的容量约为新能源发电系统容量的的控制策略为：20％~30％。(1)估计各个区域的能量大小，以区域B为例：3．3调压调频控制模式储能系统工作于调压调频控制模式时．主要用于无功功率输出调节、频率调节等，通过