【摘要】：根據(jù)超短期風(fēng)電功率預(yù)測信息提出了基于可變遞進(jìn)步長及期望輸出的儲能系統(tǒng)(ESS)優(yōu)化控制策略。通過設(shè)定荷電狀態(tài)(SOC)上下行限值范圍,構(gòu)建遞進(jìn)控制區(qū)間的SOC臨界限值循環(huán)充放電模式,提升ESS利用率;同時嚴(yán)格限定遞進(jìn)控制區(qū)間的充放電狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù),以保證ESS的性能狀態(tài)�；谠撍悸�,以單次充放電區(qū)間作為遞進(jìn)控制步長構(gòu)建ESS充放電策略,并以遞進(jìn)區(qū)間步長最大和整體期望輸出波動率最小為目標(biāo)函數(shù)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型,在臨界限值循環(huán)充放電模式下協(xié)調(diào)控制風(fēng)電功率輸出與本區(qū)間期望輸出的關(guān)系,由此利于ESS在SOC限值內(nèi)的充分利用,同時大幅降低其充放電狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù),并可有效減少期望輸出的波動程度,提升其可調(diào)度性。利用帶精英策略的快速非支配排序遺傳算法求解模型的Pareto最優(yōu)解,通過風(fēng)電場實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證了所提方法的有效性。
【圖文】：

１ＥＳＳ充放電策略１．１ＳＯＣ臨界限值循環(huán)充放電模式常規(guī)ＥＳＳ運(yùn)行中ＳＯＣ上行和下行狀態(tài)轉(zhuǎn)換頻繁，且大部分時間未達(dá)到ＥＳＳ可承受的ＳＯＣ運(yùn)行限值，如圖１所示，造成ＥＳＳ容量空間的資源浪費(fèi)，為此提出了ＳＯＣ臨界限值循環(huán)充放電模式。該模式下設(shè)定ＳＯＣ上行和下行臨界限值區(qū)間分別為［Ｓｍａｘｄ，Ｓｍａｘｕ］（Ｓｍａｘｕ＜１．０）和［Ｓｍｉｎｄ，Ｓｍｉｎｕ］（Ｓｍｉｎｄ＞０），其中Ｓｍａｘｄ和Ｓｍａｘｕ分別為ＥＳＳ單次充電時ＳＯＣ上限值的最小和最大值，，同理Ｓｍｉｎｄ和Ｓｍｉｎｕ分別為單次放電時ＳＯＣ下限值的最小和最大值。在遞進(jìn)控制步長區(qū)間內(nèi)（如ｔｉ），ＳＯＣ由某臨界限值區(qū)間開始并單調(diào)非線性變化，直至對端限值區(qū)間，此時充放電狀態(tài)轉(zhuǎn)換并按上述規(guī)律運(yùn)行至始端ＳＯＣ限值區(qū)間，如圖１所示，由此構(gòu)成循環(huán)充放電模式。該模式中，ＳＯＣ在上下行限值區(qū)間內(nèi)大范圍變化，有效地提升了ＥＳＳ容量空間的效能，保證了正常運(yùn)行狀態(tài)下的容量空間利用最大化；同時，ＳＯＣ單調(diào)且大范圍充放電對應(yīng)儲能能量的持續(xù)吸收或釋放，可靠保證了該步長內(nèi)平抑效果的穩(wěn)定性，有效避免了滿充棄風(fēng)或放電能量不足；嚴(yán)格限定充放電轉(zhuǎn)換次數(shù)極大保障了ＥＳＳ運(yùn)行性能的可持續(xù)性，消除了頻繁充放電對ＥＳＳ運(yùn)行壽命的影響。圖１ＳＯＣ臨界限值循環(huán)充放電模式Ｆｉｇ．１ＣｙｃｌｉｃａｌｃｈａｒｇｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｍｏｄｅｗｉｔｈｉｎＳＯＣｃｒｉｔｉｃａｌｌｉｍｉｔ上述循環(huán)充放電模式中，ＥＳＳ運(yùn)行服從基本充放電規(guī)律，當(dāng)期望輸出值Ｐｉ

ｏｗｅｒｏｕｔｐｕｔａｎｄｅｘｐｅｃｔｅｄｏｕｔｐｕｔｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙｖａｌｕｅｓ圖５中每條曲線代表對應(yīng)儲能容量下，日周期內(nèi)隨控制區(qū)間的遞進(jìn)，相應(yīng)恒值輸出區(qū)間時長的變化和分布情況。可以看出，儲能容量越大，遞進(jìn)區(qū)間的恒值輸出區(qū)間總體時長水平越高，相應(yīng)日時間內(nèi)的控制步長數(shù)越少，同時對應(yīng)表１中充放電轉(zhuǎn)換次數(shù)也越低，原因在于儲能容量越大，循環(huán)充放電模式下ＳＯＣ上下限之間的對應(yīng)能量越充足，由此可吸收或平抑較長時間內(nèi)的波動功率。同時，由圖５可以圖４不同容量下的ＳＯＣ波動曲線Ｆｉｇ．４ＳＯＣｃｕｒｖｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙｖａｌｕｅｓ圖５不同儲能容量對應(yīng)恒值輸出區(qū)間分布圖Ｆｉｇ．５Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｃｏｎｓｔａｎｔｐｏｗｅｒｏｕｔｐｕｔｓｔｅｐｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙｖａｌｕｅｓ表１不同儲能容量控制策略計(jì)算指標(biāo)Ｔａｂｌｅ１Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙｖａｌｕｅｓ儲能容量／（ＭＷ·ｈ）充放電狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)ｎ平抑功率波動率ｆδ恒值輸出區(qū)間時長均值／ｍｉｎ１０２１３．７６２１６５．５１５１６２．９２３６８４．７２０１４２．４２７５９６．０２５１３２．３２０３１０２．０２０（常規(guī)方法［１５］）４１６．２５７３６０．０看出恒值輸出區(qū)間時長的均值隨容量增加而上升，且其時長完全滿足經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)劃的時間需求，即使１０ＭＷ·ｈ容量對應(yīng)的是恒值輸出區(qū)間時長，其均值也滿足小時級經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。同時進(jìn)一步分析波動率ｆδ，在該

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 張野;郭力;賈宏杰;李占鷹;陸志剛;;基于電池荷電狀態(tài)和可變?yōu)V波時間常數(shù)的儲能控制方法[J];電力系統(tǒng)自動化;2012年06期

2 高明杰;惠東;高宗和;雷為民;李建林;王銀明;;國家風(fēng)光儲輸示范工程介紹及其典型運(yùn)行模式分析[J];電力系統(tǒng)自動化;2013年01期

3 陸志剛;王科;劉怡;董旭柱;段衛(wèi)國;;深圳寶清鋰電池儲能電站關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)成套設(shè)計(jì)方法[J];電力系統(tǒng)自動化;2013年01期

4 李逢兵;謝開貴;張雪松;汪科;周丹;趙波;;基于鋰電池充放電狀態(tài)的混合儲能系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)[J];電力系統(tǒng)自動化;2013年01期

5 馮江霞;梁軍;張峰;王成福;孫舶皓;;考慮調(diào)度計(jì)劃和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的風(fēng)電場儲能容量優(yōu)化計(jì)算[J];電力系統(tǒng)自動化;2013年01期

6 丁明;林根德;陳自年;羅亞橋;趙波;;一種適用于混合儲能系統(tǒng)的控制策略[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年07期

7 高飛;楊凱;惠東;李大賀;;儲能用磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命的能量分析[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2013年05期

8 張學(xué)清;梁軍;張熙;張峰;張利;徐兵;;基于樣本熵和極端學(xué)習(xí)機(jī)的超短期風(fēng)電功率組合預(yù)測模型[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2013年25期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王連符;劉雪梅;肖峻;;新型變流器主電路參數(shù)的設(shè)計(jì)[J];電源技術(shù);2012年12期

2 李逢兵;謝開貴;張雪松;汪科;周丹;趙波;;基于鋰電池充放電狀態(tài)的混合儲能系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)[J];電力系統(tǒng)自動化;2013年01期

3 謝俊文;陸繼明;毛承雄;王丹;付學(xué)強(qiáng);林武生;;基于變平滑時間常數(shù)的電池儲能系統(tǒng)優(yōu)化控制方法[J];電力系統(tǒng)自動化;2013年01期

4 嚴(yán)干貴;朱星旭;李軍徽;穆鋼;羅衛(wèi)華;楊凱;;內(nèi)蘊(yùn)運(yùn)行壽命測算的混合儲能系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)[J];電力系統(tǒng)自動化;2013年01期

5 龍虹毓;徐瑞林;何國軍;趙淵;謝開貴;張煦;;基于熱電風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度的系統(tǒng)日調(diào)峰能力分析[J];電力自動化設(shè)備;2013年04期

6 張衛(wèi)東;劉祖明;申蘭先;;利用儲能平抑波動的光伏柔性并網(wǎng)研究[J];電力自動化設(shè)備;2013年05期

7 王穎;張凱鋒;付嘉渝;龐曉東;耿建;;抑制風(fēng)電爬坡率的風(fēng)儲聯(lián)合優(yōu)化控制方法[J];電力系統(tǒng)自動化;2013年13期

8 李知藝;閆凱;張偉;王子謙;;智能電網(wǎng)環(huán)境下的大規(guī)模風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電技術(shù)探析[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2013年04期

9 施嘯寒;王少榮;;蓄電池-超導(dǎo)磁體儲能系統(tǒng)平抑間歇性電源出力波動的研究[J];電力自動化設(shè)備;2013年08期

10 王海波;楊秀;張美霞;;平抑光伏系統(tǒng)波動的混合儲能控制策略[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年09期

相關(guān)會議論文 前1條

1 石世前;黃仙;白愷;陳豪;李娜;�；�;;電力儲能用鋰電池容量測試標(biāo)準(zhǔn)研究[A];2013年中國電機(jī)工程學(xué)會年會論文集[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 李軍徽;抑制風(fēng)電對電網(wǎng)影響的儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置及控制研究[D];華北電力大學(xué);2012年

2 黃杏;微網(wǎng)系統(tǒng)并/離網(wǎng)特性與控制策略研究[D];北京交通大學(xué);2013年

3 程杉;含分布式電源的配電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化問題研究[D];重慶大學(xué);2013年

4 高燕;主動配電網(wǎng)計(jì)劃孤島與日前調(diào)度方法研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

5 時瑋;動力鋰離子電池組壽命影響因素及測試方法研究[D];北京交通大學(xué);2014年

6 章美丹;電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的相關(guān)問題研究[D];浙江大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 高翔;微網(wǎng)系統(tǒng)多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)控制研究[D];華南理工大學(xué);2012年

2 馮曉東;提高風(fēng)電接入能力的大規(guī)模儲能系統(tǒng)容量配置研究[D];東北電力大學(xué);2013年

3 洪海生;應(yīng)用于平抑風(fēng)電功率波動的多類型儲能系統(tǒng)容量配置與協(xié)調(diào)控制研究[D];浙江大學(xué);2013年

4 張冠鋒;混合式風(fēng)—儲電站出力互補(bǔ)機(jī)制及其能量管理策略研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2013年

5 馮江霞;風(fēng)電功率預(yù)測及風(fēng)電場儲能容量優(yōu)化研究[D];山東大學(xué);2013年

6 戴碧蓉;基于SOC分級優(yōu)化的混合儲能風(fēng)電功率平抑方法研究[D];電子科技大學(xué);2013年

7 王波;儲能系統(tǒng)的優(yōu)化建模與控制策略研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

8 吳興龍;光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)的影響[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

9 何春光;超級電容器儲能裝置仿真建模及其應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);2013年

10 王輝;鋰電池與超級電容混合儲能技術(shù)及其在風(fēng)電中的應(yīng)用研究[D];上海電力學(xué)院;2013年

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 程苗苗;康龍?jiān)?徐大明;孫耀杰;;風(fēng)光復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)中儲能單元的容量優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];電氣應(yīng)用;2006年06期

2 楊水麗;惠東;李建林;梁亮;李蓓;;適用于風(fēng)電場的最佳電池容量選取的方法[J];電力建設(shè);2010年09期

3 梁才浩,段獻(xiàn)忠;分布式發(fā)電及其對電力系統(tǒng)的影響[J];電力系統(tǒng)自動化;2001年12期

4 遲永寧;王偉勝;劉燕華;戴慧珠;;大型風(fēng)電場對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響[J];電力系統(tǒng)自動化;2006年15期

5 劉昌金;胡長生;李霄;陳敏;徐德鴻;;基于超導(dǎo)儲能系統(tǒng)的風(fēng)電場功率控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電力系統(tǒng)自動化;2008年16期

6 王成山;王守相;;分布式發(fā)電供能系統(tǒng)若干問題研究[J];電力系統(tǒng)自動化;2008年20期

7 王虹富;曹軍;邱家駒;魏新穎;;一種用于分布式發(fā)電系統(tǒng)的有功功率補(bǔ)償模型[J];電力系統(tǒng)自動化;2009年08期

8 李霄;胡長生;劉昌金;徐德鴻;;基于超級電容儲能的風(fēng)電場功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)建模與控制[J];電力系統(tǒng)自動化;2009年09期

9 廖懷慶;劉東;黃玉輝;陳羽;柳勁松;;基于大規(guī)模儲能系統(tǒng)的智能電網(wǎng)兼容性研究[J];電力系統(tǒng)自動化;2010年02期

10 孫元章;林今;李國杰;黎雄;;采用變速恒頻機(jī)組的風(fēng)電場并網(wǎng)問題研究綜述(英文)[J];電力系統(tǒng)自動化;2010年03期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李國民;李津福;許鎮(zhèn)琳;楊立勛;;直流PWM功率變換器的死區(qū)效應(yīng)及其計(jì)算機(jī)仿真[J];電氣傳動;1994年03期

2 牛洪海;趙榮祥;尚U

本文編號：2582618