一种用于追踪风功率预测的蓄电池容量配置系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于追踪风功率预测的蓄电池容量配置系统，以24小时风功率预测数据为风场有功功率输出目标，对蓄电池容量进行配置，首先采用滞环控制，其次，利用精度较高的4小时超短期风功率预测数据，模拟未来一时间满足风场输出波动约束下的蓄电池的充放电行为，预测所需蓄电池的最小容量，对蓄电池初始容量进行修正；最后，利用滞环控制阈值与最大输出波动允许值之间的差值，控制蓄电池多/少充放电，蓄电池的充放电功率满足三个条件限制。本发明专利技术利用4小时超短期预测数据的精度远高于24小时长期风功率预测精度，保证未来一定时段的风场出力性能最优的蓄电池最低配置容量，降低未来发生SOC受限而不能满足电网要求的情况的概率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蓄电池容量预测
，具体是一种用于追踪风功率预测的蓄电池容量配置系统。
技术介绍
研究表明，如果需要风场的有功功率输出与24h风功率预测输出达到零误差，则1-MW风机需要配备24MWh的储能系统。对于风场主而言，意味着巨大的投资，且不现实。但是，当风场输出与预测输出之间允许存在一定的误差时，所需ESS容量将显著下降。风功率预测的时间尺度不同，风场所在位置的风功率波动情况不同，控制目标不同，均会影响所需的蓄电池储能系统的容量。需要根据具体风场的风功率波动情况以及需要达到的控制目标具体研究其最优配置，而不是简单的按照风场装机容量的某一个比例配置。当蓄电池由于蓄电池配备容量较小或长期风功率预测误差较大，受荷电容量SOC限制而无法满足充/放电命令，则会导致某一时刻风场的输出波动超出电网允许范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有效利用多尺度预测数据，实现风场输出追踪24小时风功率预测的蓄电池容量配置系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，实现未来电网对大规模风电的主动调度。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于追踪风功率预测的蓄电池容量配置系统，以实现风电场输出追踪24小时风功率预测数据为目标对蓄电池容量进行配置，利用4小时超短期预测数据进行预测控制，以满足未来一段时间风电场输出满足电网最大允许1分钟以及10分钟波动确定蓄电池的最低配置容量，同时利用跟踪允许误差即滞环控制阈值与最大允许1分钟以及10分钟波动之间的蓄电池容量调节裕度对蓄电池充放电容量进行优化，进行上述计算的过程中，蓄电池的充放电功率满足下述三个条件限制，分别为1分钟风场输出有功功率最大变化率的限制、蓄电池SOC上下限的限制和蓄电池充放电功率极限限制。作为本专利技术再进一步的技术方案：所述蓄电池充放电控制量修正时，利用4小时超短期风功率预测数据代替未来4小时实际风机输出功率，模拟未来一段时间蓄电池的充放电行为，计算未来一定时段，满足风机出力波动允许、电网允许风场输出波动的最大值以及蓄电池充放电能力限制的风场出力性能最优即24小时风功率预测曲线跟踪的蓄电池最低配置容量；利用跟踪允许误差即滞环控制阈值和最大允许1分钟以及10分钟波动的差值实现蓄电池荷电电容恢复控制，使得蓄电池荷电容量尽量接近50％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用4小时超短期预测数据的精度远高于24小时长期风功率预测精度，通过对短期预测数据预测的未来一定时段的风机出力波动、电网允许风场输出波动的最大值以及蓄电池充放电能力进行综合考虑，确定保证未来一定时段的风场出力性能最优的蓄电池最低配置容量。利用跟踪允许误差和允许最大1分钟以及10分钟波动的差值实现蓄电池荷电电容恢复控制，使得蓄电池荷电容量尽量接近50％的荷电容量，降低未来发生SOC受限而不能满足电网要求的情况的概率，可以使风场能够在市场环境下被纳入调度制定的调度计划。附图说明图1为本专利技术超短期风功率预测的数据扩展示意图。图2为本专利技术本系统功能示意图。图3为本专利技术的主系统程序流程图。图4为本专利技术的预测修正控制图。图5为本专利技术的容量修正控制图。图6为本专利技术的容量恢复控制图。图7为本专利技术的函数流程示意图之一。图8为本专利技术的函数流程示意图之二。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。请参阅图1至图8，一种用于实现风场输出追踪24小时风功率预测的风电场蓄电池容量配置系统。滞环控制：以24小时风功率预测数据为风场有功功率输出目标，通过下述公式(1)计算蓄电池在t时刻的控制量：a＝(P24(t)-Pw(t))÷|P24(t)-Pw(t)|PE(t)＝a×Max{|P24(t)-Pw(t)|-ΔX,0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于追踪风功率预测的蓄电池容量配置系统，以实现风电场输出追踪24小时风功率预测数据为目标对蓄电池容量进行配置，利用4小时超短期预测数据进行预测控制，以满足未来一段时间风电场输出满足电网最大允许1分钟以及10分钟波动确定蓄电池的最低配置容量，同时利用跟踪允许误差即滞环控制阈值与最大允许1分钟以及10分钟波动之间的蓄电池容量调节裕度对蓄电池充放电容量进行优化，进行上述计算的过程中，蓄电池的充放电功率满足下述三个条件限制，分别为1分钟风场输出有功功率最大变化率的限制、蓄电池SOC上下限的限制和蓄电池充放电功率极限限制。

【技术特征摘要】
1.一种用于追踪风功率预测的蓄电池容量配置系统，以实现风电场输出追踪24小时风功率预测数据为目标对蓄电池容量进行配置，利用4小时超短期预测数据进行预测控制，以满足未来一段时间风电场输出满足电网最大允许1分钟以及10分钟波动确定蓄电池的最低配置容量，同时利用跟踪允许误差即滞环控制阈值与最大允许1分钟以及10分钟波动之间的蓄电池容量调节裕度对蓄电池充放电容量进行优化，进行上述计算的过程中，蓄电池的充放电功率满足下述三个条件限制，分别为1分钟风场输出有功功率最大变化率的限制、蓄电池SOC上下限的限制和蓄电池充放...

【专利技术属性】
技术研发人员：师璞，任惠，孙晨军，范文惠，段志国，王东杰，邱世超，梁爽，吴坎章，孙佳伟，
申请(专利权)人：国网河北省电力公司保定供电分公司，华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北;13