專利名稱：一種利用儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種利用儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電作為一種可再生、清潔能源，越來(lái)越受人們的重視。但是風(fēng)電場(chǎng)輸出功率受風(fēng)速影響，風(fēng)速的隨機(jī)性和不可控性導(dǎo)致輸出功率瞬時(shí)上升或者跌落，當(dāng)接入電網(wǎng)時(shí)，容易引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行調(diào)整增加負(fù)擔(dān)；因此需要對(duì)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率進(jìn)行平滑，減小輸出功率的變化，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的持續(xù)增加，電網(wǎng)不得不面對(duì)大規(guī)模風(fēng)電滲透造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)和不斷提高電網(wǎng)運(yùn)行水平需求的雙重考驗(yàn)，而儲(chǔ)能技術(shù)是解決這個(gè)困局的有效方法之
O目前，通常采用基于低通濾波原理的儲(chǔ)能平滑方法來(lái)抑制風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的波動(dòng)。圖I是現(xiàn)有技術(shù)利用儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。如圖I所示，整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)I包括風(fēng)電機(jī)組11，其輸出功率為Μ。在風(fēng)電場(chǎng)I出口處安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)2進(jìn)行平滑，使輸出到電網(wǎng)的功率Pwt波動(dòng)小。儲(chǔ)能系統(tǒng)2包括儲(chǔ)能單元201和功率變換單元202兩部分，通過(guò)對(duì)功率變換單元202的控制，向交流母線3注入或抽取能量來(lái)平滑風(fēng)電場(chǎng)I的輸出功率，改善風(fēng)電并網(wǎng)情況，最終輸出到電網(wǎng)的功率為Pwt。對(duì)功率變換單元202的控制是通過(guò)定濾波時(shí)間常數(shù)Ts的低通濾波器4實(shí)現(xiàn)的。如圖I所示，風(fēng)電場(chǎng)輸出功率Pwf，通過(guò)定濾波時(shí)間常數(shù)Ts的低通濾波器4得到平滑后的期望風(fēng)電功率K wt，即為注入電網(wǎng)功率。期望風(fēng)電功率K wt送入功率變換單元202中，然后，功率變換單元202根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率Pwf以及期望風(fēng)電功率P _，計(jì)算出儲(chǔ)能系統(tǒng)2吸收或者釋放的功率參考值PMf=Pwf-P^ wt，其中，功率參考值PMf為正表示吸收，為負(fù)表示釋放。儲(chǔ)能系統(tǒng)2向交流母線3吸收或釋放功率參考值Pref的能量來(lái)平滑風(fēng)電場(chǎng)I輸出功率，來(lái)減小對(duì)電網(wǎng)的影響。設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)2吸收或釋放的實(shí)際功率為PEss，其理想狀態(tài)是與功率參考值Pref相等，則風(fēng)電場(chǎng)I經(jīng)過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)2平滑后輸出到電網(wǎng)的功率Pwt=Pwf-PEss，其理想狀態(tài)與低通濾波器4輸出的期望風(fēng)電功率P' _相等。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率Pwf驟然上升時(shí)，低通濾波器4輸出的期望風(fēng)電功率P out小于輸出功率Pwf，功率參考值PMf=Pwf-P' out為正，儲(chǔ)能系統(tǒng)2吸收能量；反之，則釋放能量，最終使輸出到電網(wǎng)的功率Prat為平滑的功率輸出。但是基于低通濾波器原理的平滑控制方法，其優(yōu)化效果與濾波時(shí)間常數(shù)Ts有關(guān)。對(duì)于每一組風(fēng)電場(chǎng)輸出功率Pwf (k)(各個(gè)時(shí)刻風(fēng)電場(chǎng)輸出功率Pwf組成，k表不時(shí)刻)都有最優(yōu)的一個(gè)濾波時(shí)間常數(shù)Ts，但是在實(shí)際的應(yīng)用中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值設(shè)計(jì)濾波時(shí)間常數(shù)Ts，一旦濾波時(shí)間常數(shù)Ts選定，不能實(shí)時(shí)根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率Pwf調(diào)整最優(yōu)的濾波時(shí)間常數(shù)Ts，以達(dá)到最優(yōu)的平滑效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的方法，使輸出到電網(wǎng)的功率波動(dòng)更小，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明利用儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的方法，其特征在于，包括以下步驟(I)、從風(fēng)電場(chǎng)采集風(fēng)速數(shù)據(jù)V進(jìn)行預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的風(fēng)功率值，風(fēng)功率預(yù)測(cè)值表示為 Ppre (k+1)；(2)、風(fēng)電場(chǎng)輸出功率為Pwf (k)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率進(jìn)行修正，修正后的值為
權(quán)利要求
1.ー種利用儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)、從風(fēng)電場(chǎng)采集風(fēng)速數(shù)據(jù)V進(jìn)行預(yù)測(cè)下ー時(shí)刻的風(fēng)功率值，風(fēng)功率預(yù)測(cè)值表示為Ppre (k+1)； (2)、風(fēng)電場(chǎng)輸出功率為Pwf(k)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率進(jìn)行修正，修正后的值為
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的方法，不僅引入風(fēng)功率預(yù)測(cè)修正風(fēng)電場(chǎng)輸出功率，而且采用了改進(jìn)的自適應(yīng)濾波算法。風(fēng)功率預(yù)測(cè)修正風(fēng)電場(chǎng)輸出功率，從而減小風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的變化率，符合注入電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)；采用基于自適應(yīng)濾波算法，對(duì)于不同時(shí)刻的輸入功率，可以根據(jù)輸入自動(dòng)計(jì)算自適應(yīng)濾波結(jié)構(gòu)中的時(shí)間權(quán)重系數(shù)，彌補(bǔ)了以往采用基于低通濾波器平滑方法中不同輸入不能對(duì)應(yīng)不同的濾波時(shí)間常數(shù)的不足。采用本發(fā)明的平滑方法對(duì)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率進(jìn)行平滑處理后，使風(fēng)電場(chǎng)輸出電壓穩(wěn)定，減少電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃爍，減少諧波污染，減少事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)H02J3/28GK102664422SQ20121016371
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者徐紅兵, 辛?xí)詭? 鄒見(jiàn)效 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)