考虑光伏双评价指标的混合储能平滑出力波动策略

针对光伏有功功率波动影响电网稳定运行问题,提出一种考虑光伏双评价指标的混合储能平滑出力波动控制策略.首先,根据不同时间尺度分别建立以波动率和光滑度为平滑出力波动目标的双评价指标;其次,基于改进集合经验模态分解(MEEMD)方法,实现光伏有功功率信号分解,采用灰色关联度将功率重构为高频和低频部分,得到最终的高频超级电容和低频蓄电池平滑出力波动指令;然后,以滑动平均滤波平滑曲线为充/放电目标参考功率,得到混合储能的充/放电功率指令,并用蓄电池和超级电容器组成的混合储能电池组以5min时间尺度进行出力波动的平滑,用超级电容器组成的单一电池组以1min时间尺度进行光滑度平顺,平顺光滑度跟随平滑出力波动,得到不同时间尺度的储能系统优先级平滑出力波动策略;最后,以新疆某光伏电站为例,综合对比多种光伏功率分解方法和不同评价指标,验证了所提策略的有效性.     

用于混合储能平抑光伏波动的小波包–模糊控制

采用能量型储能和功率型储能组成的混合储能系统平抑光伏输出功率波动。利用小波包分解可获取更多信号细节信息的优点,综合分析光伏功率信号的幅频特性、储能的性能特点,将光伏功率信号分解,得到光伏平抑目标功率和不同类型储能的充放电功率。充分考虑实际工程应用中实时控制对运算速度的要求,并通过阈值判断补偿滤波延迟效应。采用模糊控制方法对功率型储能的荷电状态(state of charge,SOC)进行自适应控制,实现功率的优化分配,提高平抑效果。算例结果表明,所提控制策略能够充分利用不同类型储能的性能优势有效平抑光伏输出功率波动。     

一种平抑光伏系统输出波动的储能容量优化方法

为了平抑含光伏系统的输出功率波动,提出了一种基于离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)的储能容量优化方法。该方法针对光伏发电特性和储能充放电时间响应特性,利用DFT对光电输出功率偏差进行频谱分析,在不同的时间范围内,采取不同的控制机制,调用相应不同类型的控制容量以补偿功率偏差。基于频谱分析结果,结合储能系统的经济性,确定储能系统最优容量。计算结果表明,所提方法能够以较小的储能容量将光伏发电预测均方根误差RMSE由2.2994%~10.0832%降低至0,大幅减小了光伏系统对电网的冲击和系统备用容量需求,提高了电网对光伏发电的接纳能力。     

平滑光伏功率波动的储能系统充放电控制策略研究

在光伏发电系统中配备一定的储能装置可以平滑光伏发电的功率波动,提高系统的供电可靠性,增强电网的调控能力。以光储联合发电系统为研究对象,在滤波原理的基础上,设计了一种计及电池充放电深度的储能系统充放电控制策略。该策略计及储能电池荷电状态,防止过度充放电加快其寿命老损,通过调节储能系统输出有功功率,对光伏出力波动进行动态补偿。以无锡市某屋顶光伏电站为例进行了仿真研究,仿真结果表明,所提策略能够充分考虑储能系统容量配置,最大程度的动态平滑光伏发电系统输出功率波动,有效延长储能电池使用寿命。     

平滑新能源输出波动的储能优化配置方法

风力、光伏等新能源发电输出功率具有波动性,为减小功率波动对电网的影响,提出平抑功率波动的储能优化配置方法。将频谱分析和低通滤波相结合,根据新能源输出功率频谱分析结果,结合并网功率波动率约束、储能充放电效率及荷电状态(state of charge,SOC),在频率波动范围内确定最佳的一阶低通滤波器的截止频率,得到经滤波和修正的并网联络线功率及储能充放电补偿功率,从而确定满足平滑出力运行控制需求的最优储能额定功率、容量和初始SOC。采用南京地区某屋顶光伏实测数据及波动要求,对该方法进行验证,结果表明采用此方法能以较小储能容量将光伏输出功率波动从27.3%降低到1.62%,且在整个周期内储能不会过充过放。     

基于SOC调整的光伏电站储能系统调控策略

光伏（PV）发电输出功率具有波动幅度大和随机性强的特点,大规模并网光伏电站需要电池储能系统（BESS）对输出功率波动进行平滑抑制,以降低对电网的冲击。提出了一种衡量不同BESS控制策略抑制PV功率波动能力的评价指标,针对现有基本功率平滑控制策略的不足,提出基于电池荷电状态(SOC)调整输出的储能功率控制策略。通过调节BESS输出功率,对PV输出功率中较高频段波动成分进行补偿,并且在储能电池荷电状态（SOC）偏高/低时对输出功率加以自适应调整,在不削弱补偿效果的前提下,将SOC维持在正常范围内。仿真结果表明所提方法在光伏输出波动剧烈时仍有较好的平滑效果,并且对电池容量的需求较小。     

利用储能系统平滑光伏波动的模糊聚类经验模态分解方法

为了平滑光伏输出功率,提出一种基于模糊聚类经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)的储能系统控制方法。通过对光伏信号的频谱分析,利用EEMD滤波分成高频和低频两部分,光伏低频分量作为光伏并网功率信号,高频信号接入储能系统吸收;使用储能电池荷电状态值、平滑波动率值状态作为约束条件,利用模糊控制算法,自适应在线调整EEMD滤波阶数,通过模糊自适应控控制器,实现了更好平滑光伏波动。对比定阶EEMD光伏功率储能控制策略,仿真实例表明,该方法可以充分使用储能系统平抑光伏功率波动,稳定储能荷电状态。     

风光储系统的结构

风光储联合发电系统是在风电场及光伏电站配置一定容量的储能系统,通过储能系统的充放电来平滑输出功率的波动,实现对风、光并网功率波动的平滑控制。     

基于虚拟同步机运行模式的平滑算法

为降低光伏出力与电网负荷快速波动对储能系统产生的不利影响,提出将平滑算法引入虚拟同步机控制技术中。首先通过建立考虑平滑环节的小信号模型,验证平滑算法对储能系统功率变化率的影响,并推导出储能系统物理约束与平滑算法的关系式;进一步探究系统提供不同无功功率时的输出特性,分析得到平滑算法对系统提供无功功率能力的影响。理论推导与仿真验证表明：平滑算法的加入不仅可以降低储能系统的功率变化率,经过合理设计滤波器还可以平抑系统波动,缩短系统的动态响应时间;然而平滑单元的引入也会提高对储能系统的容量需求,当储能容量一定时,也会引起可输出无功功率范围的缩小。     

并网光伏电源输出有功功率优化

光伏发电输出功率不稳定,无法直接并网使用,需要增加旋转备用容量。为此,将混合储能系统加入并网光伏发电系统中,提出了配备混合储能装置的并网光伏电站结构,把混合储能系统及其充放电控制器看作是光伏系统的"直流电子负载",研究其工作特性。针对光伏发电存在的问题,分析了进行功率平滑的必要性,重点分析了利用混合储能进行功率平滑的原理及策略。通过编程计算,说明了在平滑前后光伏电源出力的变化以及混合储能系统的功率吞吐情况,验证了所提方法的有效性。     

利用储能平抑波动的光伏柔性并网研究

以光伏柔性并网为研究对象,目的是通过光伏方阵整个白天的波动功率曲线找到满足并网标准的储能系统定额,采用实际气象数据驱动的光伏方阵输出功率仿真结合低通滤波算法的研究方法,在满足并网标准的1 min最大变化量和10 min最大变化量的前提下得到储能系统定额,针对选定的功率曲线探讨了低通滤波器时间常数与储能系统定额的关系.结论:在光伏电站中引入储能系统,可实现光伏柔性并网;时间常数越大,波动平抑效果越好,与此同时对储能系统容量和功率的需求更高;柔性并网所需储能系统定额主要取决于多云天气下的辐照波动强度.     

平抑光伏发电功率波动的储能配置方法

光伏发电具有典型的波动性和间歇性,大规模并网应用危及电网的稳定运行,引入储能可有效平滑并网功率,降低光伏并网对电网的影响。配置储能需要考虑长期的光伏出力情况并顾及光伏并网要求。依据光伏并网国家标准设定了功率平抑目标,设计了一种改进型的储能配置方法。该方法遍历全年的光伏出力情况并采用基于低通滤波算法和概率统计相结合的计算方法,选取了满足全年功率平抑需求的时间常数;分析得出了储能参数的计算公式,进而可获得储能容量和储能功率的配置定额,可满足光伏电站每天的功率平抑需求,提高光伏电站被电网接纳的能力。算例分析验证了该方法的有效性可行性,可为光伏电站的储能配置提供参考。     

基于小区源-储-荷协同的微网多能协调控制策略

小区光伏配备的储能装置容量有限且运行模式单一,不能充分发挥储能作用。文中将天燃气储气备用、空调可控负荷产生的虚拟储能与储能装置一起组成储能系统,提出使储能系统在光伏平抑波动、电网有功功率波动和峰谷电价套利3种模式下协调运行的控制策略。在光伏平抑波动和电网有功功率波动模式中,利用小波包分解得到虚拟储能输出功率参考指令,根据空调、燃气管道等状态信息得到虚拟储能输出功率,储能装置根据荷电状态选择性地作为虚拟储能的后备。峰谷电价套利模式中,利用储能装置空闲时段并结合分时电价信息进行充放电控制。3种模式协调运行,可实现小区源-储-荷能量管理。在Matlab中仿真不同模式组合下储能系统的输出功率,验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于储能系统的光伏功率预测误差补偿控制

受天气等因素影响,光伏组件的输出功率为非平稳信号,波动性大,直接并网对电网冲击大。为保障光伏并网安全可靠运行,通过控制储能系统合理充放电平抑光伏功率。对光伏电站光伏组件输出功率进行小波包分析确定平抑目标功率,再结合化学电池和超级电容的频率响应范围,采用模型预测控制(MPC)算法控制全钒液流电池和超级电容组成的混合储能系统充放电,并在Matlab上进行仿真。仿真结果表明,此种分析方法及控制策略平抑效果较好。基于此种补偿控制方法确定电池容量,并把"M-界定"量化指标运用到描述电池能量波动,从而确定电池的最大充放电功率等参数。     

基于小波包分解的风电混合储能容量配置方法

提出了一种基于小波包分解的风电混合储能容量配置方法。该方法对风电输出功率进行小波包分解,将其分解为低频部分和高频部分,采用低频部分作为并网目标功率,根据蓄电池和超级电容器的互补特性,分别用其平抑次高频部分和最高频部分。通过高斯逼近法拟合波动功率的概率密度函数,进而得出混合储能系统的容量。在Matlab/Simulink平台上搭建混合储能系统仿真模型。通过风电并网点输出功率的平滑程度以及混合储能系统荷电状态波动范围的分析,验证了该容量配置的有效性。     

联网光伏电站可调度运行特性分析

由于受光照、温度等自然条件的影响，目前光伏电站联网运行时不具备可调度性，给电网稳定运行带来一定影响，造成电力用户供电电能质量不高。分析了配备混合储能系统的联网光伏电站的基本结构，从电网角度探讨了光伏电站的可调度运行模式；针对光伏电源输出功率波动问题，采用混合储能对其进行平滑控制，优化了输出功率特性，为制定调度计划奠定了基础。通过Matlab编程仿真，验证了所提出方法的有效性 。     

计及多能源分频互补的新能源并网调度优化

风电、光伏发电等新能源电力的强波动性、弱支撑性给电力系统稳定性带来不利影响。为此,在研究风电、光伏出力随机波动特性的基础上,通过离散傅里叶变换(DFT)分析补偿风、光电联合出力的电力曲线功率频谱密度,提出利用火电、水电、储能等多能源分频补偿控制模式以应对高比例新能源并网波动问题。首先利用两次小波包分解将波动补偿量分解为低频、中频与高频分量;然后以年运行成本最小化为目标在引入波动量罚系数的基础上根据不同能源机组出力特性优化不同补偿机组容量。通过对西部某地区风电场群及光伏电站数据进行分析,验证了所提调度优化方法的正确性和可行性。     

联网光伏电站可调度性研究

由于受光照、温度等自然条件的影响,目前光伏电站联网运行时可调度性能差,给电网稳定运行带来影响,造成电力用户供电电能质量不高.分析了配备混合储能系统的联网光伏电站的基本结构,从电网角度探讨了光伏电站的可调度运行模式;提出了评价蓄电池寿命的SOH动态指标,建立了超级电容器及蓄电池的功率输出模型;针对光伏电源输出功率波动问题,采用混合储能对其进行平滑控制,优化了输出功率特性,为制定调度计划奠定了基础.通过Matlab编程仿真,验证了所提出方法的有效性.     

基于模糊控制的风光储发电系统输出功率平滑控制

鉴于太阳日照和风能的间歇性和随机性使光伏发电和风力发电输出功率随日照强度的变化而波动,在分析了光伏发电特性、风力发电特性和飞轮储能特性的基础上,提出一种基于模糊控制的风光储混合发电系统输出功率平滑控制方案。以某典型日为算例,仿真观察和分析风光储混合发电系统的飞轮转速、输出功率及平滑因数,并与无飞轮储能系统、简单飞轮储能系统两种情况进行比较。仿真结果显示,基于模糊控制的风光储混合发电系统输出功率得到平滑控制,平滑因数约6×10-9,几乎可忽略不计。仿真结果表明所提控制方法能有效抑制风光储混合发电系统输出功率的波动。     

计及光伏消纳的光伏电站储能容量优化方法

针对光伏发电弃光现象严重问题,提出了计及光伏消纳的光伏电站储能容量优化方法.该方法对光伏电站全年发电量与厂用电负荷数据进行分析,考虑储能设备的投资成本和运维成本,通过优化计算得到最佳储能容量.仿真算例表明,该方法能有效降低光伏电站的弃光率,具有经济性优势.