一种接入新能源发电的储能系统跟踪计划出力方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种接入新能源发电的储能系统跟踪计划出力方法及装置，其包括：定义储能系统的约束条件和目标函数，构建包含控制系数的跟踪模型；求取与控制系数相关的储能系统出力；采用模糊自适应控制方法更新所述控制系数；利用更新后控制系数对所述储能出力进行优化，最终获取优化的储能出力；在跟踪计划曲线的同时，兼顾储能系统的荷电状态，使之处于合理的范围内，并对功率波动进行平抑；从而实现了储能系统配合新能源发电实时跟踪调度计划的功能。

Energy storage system tracking plan power output method and device for accessing new energy source power generation

The invention relates to an access of new energy power generation energy storage system to track the generation scheduling method and device, which comprises: the constraints and objective function definition of energy storage system, construct a tracking model of control coefficient; calculate and control related coefficient of energy storage system output; using fuzzy adaptive control method of updating the control coefficient the coefficient on the control; the energy storage output is optimized, finally obtained the optimal energy output; in the tracking plan curve at the same time, taking into account the energy storage system, state of charge, so in a reasonable range, and to stabilize the fluctuation of power; in order to achieve the new energy power generation system with energy storage real time tracking and scheduling function.

【技术实现步骤摘要】
一种接入新能源发电的储能系统跟踪计划出力方法及装置
本专利技术涉及储能运行控制
，具体涉及一种接入新能源发电的储能系统跟踪计划出力方法及装置。
技术介绍
随着可再生能源的快速发展，其波动性和间歇性会给电力系统带来不利影响，储能是提高电网对可再生能源接纳能力的有效手段，电池储能因其独特的性能已成为优先发展方向之一。对于光伏电站或风电场来说，调度端会根据其功率日前预测值制定次日的调度计划，由于可再生能源发电具有随机性的特点，其出力不能准确预测，故次日风/光电功率有可能会和计划出力产生较大偏差，因此需要储能系统协助光伏电站或风电场完成对调度计划的跟踪。由于储能容量的限制和新能源发电不可准确预测的特性，在跟踪计划出力时不能忽略储能系统荷电状态(SOC)，若SOC达到上限或下限，储能系统会停止工作，无法配合新能源发电跟踪调度计划，也无法进行平抑波动的工作，风/光出力不受控制，不利于其他传统机组的运行和电网的稳定。
技术实现思路
为了顺应新能源发电和大规模储能快速发展的趋势，本专利技术提供一种接入新能源发电的储能系统跟踪计划出力方法及装置，能够兼顾跟踪效果和负荷状态，在实现跟踪计划出力的基础上，保证负荷状态处于合理范围内，并对风/光出力的波动进行平抑。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种接入新能源发电的储能系统跟踪计划出力方法，所述方法包括：定义储能系统的约束条件和目标函数，构建包含控制系数的跟踪模型；求取与控制系数相关的储能系统出力；采用模糊自适应控制方法更新所述控制系数；利用更新后控制系数对所述储能出力进行优化，获取优化的储能出力。优选的，所述定义储能系统的约束条件和目标函数，构建包含控制系数的跟踪模型包括：以储能系统荷电状态和光储联合出力与初始荷电状态和计划出力之间的偏差值最小为目标函数，以最大充放电功率约束和储能系统荷电状态的上、下限约束，构建用于跟踪计划出力曲线和储能系统荷电状态的所述跟踪模型如下式：α+β＝10≤α,β≤1(3)上式中，i为分钟数，F表示储能系统荷电状态对于50％和光储联合出力Pout对于计划出力的偏离程度，50％表示储能系统的初始荷电状态；Pbess为储能出力，Psche为计划出力；SOC(i)表示i时刻储能系统的荷电状态，α和β分别为调节荷电状态和光储联合出力的控制系数；ΔSOCmax表示储能系统荷电状态的最大允许偏差值，ΔPmax表示光储联合出力的最大允许偏差值。优选的，所述求取与控制系数相关的储能系统出力包括：通过下式对储能出力Pbess求极值，获得minF条件下i时刻的储能出力：其中，Ppv(i)表示i时刻的光伏出力。优选的，所述采用模糊自适应控制方法更新控制系数包括：a、确定模糊控制器的输入、输出参数；b、确定所述输入、输出量的隶属函数及其模糊集合；c、制订模糊控制策略；d、根据所述模糊控制策略获取新的控制系数α。进一步地，所述模糊控制器的输入参数为：在上一采样时刻通过控制系数所得到的SOC(i-1)和dSOC(i-1)；所述模糊控制器的输出参数为新的控制系数α；其中，i表示当前采样时刻，SOC(i-1)表示i-1时刻储能系统负荷状态，dSOC(i-1)表示i-1时刻储能系统负荷状态的变化率。进一步地，所述确定输入、输出量的隶属函数包括：通过下式确定SOC、dSOC和α的隶属函数：e＝SOCmax-SOCmin(7)上式中，Pblim表示储能系统允许的充放电最大功率，C表示储能系统的容量。进一步地，所述确定输入、输出量的模糊集合包括：定义SOC和α的模糊集为{VS,S,M,B,VB}，0＜VS＜S＜MS＜MB＜B＜VB；集合中的元素依次表示很小，小，中等，大和很大；定义dSOC的模糊集为{NB,NS,Z,PS,PB}，集合中的元素依次表示负大，负小，零，正小和正大。进一步地，所述模糊控制策略包括：若各时刻的储能系统负荷状态最小值和最大值∈[VS，VB]，则提高控制系数α值，以实现储能系统负荷状态的自调整；若各时刻的储能系统负荷状态最小值和最大值∈{S，M，B}，则降低控制系数α值。优选的，所述利用更新后的控制系数对所述储能出力进行优化，获取优化的储能出力包括：计算光储/风储联合出力，设定滤波时间常数，并按照下式对光储/风储联合出力进行滤波处理，获取经滤波处理后的储能出力；所述光储/风储联合出力Pout通过下式确定：Pout(i)＝Pbess(i)+Ppv(i)(9)通过下式计算经滤波处理后的储能出力：P′bess(i)＝P′out(i)-Pnew(i)(11)上式中，Pout为滤波之前计算出的光储/风储联合出力；Pnew表示新能源出力；P′out为经过滤波处理的光储/风储联合出力；P′bess为经过滤波处理的储能出力，T为滤波时间常数，T越大则经滤波处理后的波形越平滑，对功率快速波动的抑制效果越好。一种接入新能源发电的储能系统跟踪计划出力装置，所述装置包括：设置模块，用于定义储能系统的约束条件和目标函数，构建包含控制系数的跟踪模型；计算模块，用于求取与控制系数相关的储能系统出力；控制模块，用于采用模糊自适应控制方法更新所述控制系数；优化模块，用于利用更新后控制系数对所述储能出力进行优化，获取优化的储能出力。优选的，所述控制模块，包括：第一确认单元，用于确定模糊控制器的输入、输出参数；第二确认单元，用于确定所述输入、输出量的隶属函数及其模糊集合；策略制定单元，用于制订模糊控制策略；获取单元，用于根据所述模糊控制策略获取新的控制系数α。与最接近的现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的方案，能够同时兼顾跟踪效果和负荷状态；对于新能源电站中的储能系统来说，其容量是有限制的，本专利技术在尽可能的追踪计划曲线的同时，考虑了SOC的变化情况，通过定义储能系统的约束条件和目标函数，构建包含控制系数的跟踪模型；求取与控制系数相关的储能系统出力；采用模糊自适应控制方法更新控制系数；模糊控制是一种基于语言规则的仿人智能控制，构造容易，鲁棒性好。然后利用更新后控制系数对所述储能出力进行优化，最终确定储能系统出力的大小，实现了储能系统配合新能源发电实时跟踪调度计划的功能，既能够较好地跟踪计划曲线，又能够兼顾储能系统的负荷状态，使之处在合理的范围内。同时，在优化过程中，采用低通滤波的方法进行处理由于α变化所导致的光储/风储出力快速波动，并对1min级与10min级功率波动平抑，最终获取优化的储能出力。附图说明图1为本专利技术实施例中模糊控制器输入、输出量的隶属函数示意图；图2为本专利技术实施例中光储电站结构示意图；图3为本专利技术实施例中某日光伏电站实际输出功率及该日调度计划曲线图；图4为本专利技术实施例中跟踪计划出力曲线的效果图；图5为本专利技术实施例中跟踪计划出力过程中负荷状态情况示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种接入新能源发电的储能系统跟踪计划出力方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接入新能源发电的储能系统跟踪计划出力方法，其特征在于，所述方法包括：定义储能系统的约束条件和目标函数，构建包含控制系数的跟踪模型；求取与控制系数相关的储能系统出力；采用模糊自适应控制方法更新所述控制系数；利用更新后控制系数对所述储能出力进行优化，获取优化的储能出力。

【技术特征摘要】
1.一种接入新能源发电的储能系统跟踪计划出力方法，其特征在于，所述方法包括：定义储能系统的约束条件和目标函数，构建包含控制系数的跟踪模型；求取与控制系数相关的储能系统出力；采用模糊自适应控制方法更新所述控制系数；利用更新后控制系数对所述储能出力进行优化，获取优化的储能出力。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定义储能系统的约束条件和目标函数，构建包含控制系数的跟踪模型包括：以储能系统荷电状态和光储的联合出力与初始荷电状态和计划出力之间的偏差值最小为目标函数，并以最大充放电功率约束和储能系统荷电状态的上、下限约束为约束条件，构建用于跟踪计划出力曲线和储能系统荷电状态的所述跟踪模型如下式：α+β＝10≤α,β≤1(3)上式中，i为分钟数，F表示储能系统荷电状态对于50％和光储联合出力Pout对于计划出力的偏离程度，50％表示储能系统的初始荷电状态；Pbess为储能出力，Psche为计划出力；SOC(i)表示i时刻储能系统的荷电状态，α和β分别为调节荷电状态和光储联合出力的控制系数；ΔSOCmax表示储能系统荷电状态的最大允许偏差值，ΔPmax表示光储联合出力的最大允许偏差值。3.如权利要求1-2所述的方法，其特征在于，所述求取与控制系数相关的储能系统出力包括：通过下式对储能出力Pbess求极值，获得minF条件下i时刻的储能出力：其中，Ppv(i)表示i时刻的光伏出力。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用模糊自适应控制方法更新控制系数的步骤包括：a、确定模糊控制器的输入、输出参数；b、确定所述输入、输出量的隶属函数及其模糊集合；c、制订模糊控制策略；d、根据所述模糊控制策略获取新的控制系数α。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述模糊控制器的输入参数为：在上一采样时刻通过控制系数所得到的SOC(i-1)和dSOC(i-1)；所述模糊控制器的输出参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建林，薛宇石，徐少华，靳文涛，惠东，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11