一种提高风电功率调度可靠性的混合储能功率分配方法组成比例

本发明专利技术涉及风电储能技术，具体涉及一种提高风电功率调度可靠性的混合储能功率分配方法。本发明专利技术涉及功率预报数据的设计，混合储能容量的配置及功率分配的具体数值给定，采用软硬件手段相结合，提高风电并网功率调度计划预报准确度。采用离线设计与在线控制相结合，实际预报偏差需要动态信号分析，然后分配给超级电容与电池，依靠混合储能能量吞吐，实现预期可靠调度控制目标。通过储能系统的吞吐行为，平抑较大的风电功率波动，同时提高风电功率并网预报的准确度。科学合理的混合储能动态功率分配可以确保预报功率偏差有效的得到补偿，对储能系统在风电预报可靠性方面的发挥提供了有力保障，提高了风力并网发电的可调度性。

A hybrid energy storage power distribution method to improve the reliability of wind power dispatching

【技术实现步骤摘要】
一种提高风电功率调度可靠性的混合储能功率分配方法
本专利技术涉及风电储能技术，具体涉及一种提高风电功率调度可靠性的混合储能功率分配方法。
技术介绍
风电场并网容量的攀升极易导致调峰能力不足发生电网崩溃。高质量的风电功率预报有助于风电更好的纳入电网调度计划，在维持电网供需平衡的同时提升风力发电在电网中的占比份额，减少电网旋转备用容量需求，避免罚金问题，从而保证电网经济可靠运行。风电场现有功率预测模型虽总体上降低了预报偏差，但随单个风机容量增加，预测绝对误差相应升高，风力发电功率的波动明显增强，直接影响了电网的调度平衡。因此，优化风力发电并网功率预报不能单纯依赖预测模型的改进，须同时借助硬件调节手段。智能组合功率预测模型及储能系统联合的预报方法一方面可以抑制并网发电预报的偏差，提高预报的置信度，另一方面可以平抑风电输出功率波动，减少风电接入对电网造成的负面影响。风电的随机性、波动性导致其对储能系统的要求十分复杂。储能技术多种多样，特性不同，其差异导致了不同场合的应用。现有文献研究表明，风电并网系统用储能几乎没有单一介质的电池符合此种完备的性能，因此互补混合储能技术在风电系统逐渐被开发，其在缓解风电间歇性应用中的有效性主要取决于成本与技术。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的不足，提出了一种能够解决因为风力发电功率的波动，导致影响了电网的调度平衡的提高风电功率调度可靠性的混合储能功率分配方法。本专利技术为实现上述专利技术目的，采取的技术方案如下：一种提高风电功率调度可靠性的混合储能功率分配方法，包括以下步骤：步骤1、由天气预报及现场历史运行数据进行预测，经过小波包频率分析与离线平滑处理得到风电功率数据，并作为风电并网调度数据；步骤2、动态监测实际风速得到相应的实际功率，与风电并网调度数据进行比较，对预报偏差数据进行小波在线频率分析，得出高频功率控制信号与低频功率控制信号；步骤3、对功率预测历史数据进行小波包平滑后的功率数据与现场历史运行数据比较，得到的功率偏差数据，进行离线积分统计与卡尔曼滤波频率分析，得出所需混合储能的总容量及功率，混合储能的总容量包括超级电容与电池的容量，混合储能的功率包括高频部分功率与低频部分功率；步骤4、高频功率控制信号作为超级电容的功率控制信号进行控制能量传输功率给超级电容，低频功率控制信号作为电池的功率控制信号进行控制能量传输功率给电池；步骤5、超级电容与电池分别作为第一变换器、第二变换器，并一起接入风电并网发电端。作为本专利技术的优选技术方案：所述步骤1的具体步骤如下：步骤1.1、由天气预报及现场历史运行数据进行预测得到风电功率预测数据；步骤1.2、风电功率预测数据经过小波包频率分析与离线平滑处理得到风电功率数据；步骤1.3、风电功率数据作为风电并网调度数据。作为本专利技术的优选技术方案：所述步骤2的具体步骤如下：步骤2.1、使用测风设备动态监测实际风速，由实际风速得到相应的实际功率；步骤2.2、将实际功率与风电并网调度数据进行比较得到预报偏差数据；步骤2.3、将预报偏差数据进行小波在线频率分析处理，得出高频功率控制信号与低频功率控制信号。作为本专利技术的优选技术方案：所述步骤3的具体步骤如下：步骤3.1、对功率预测历史数据进行小波包平滑处理后得到功率数据；步骤3.2、功率数据与现场历史运行数据进行比较后得到功率偏差数据；步骤3.3、功率偏差数据进行离线积分统计得出所需混合储能的总容量；步骤3.4、由卡尔曼滤波频率对功率偏差数据进行分析，得出混合储能的功率，混合储能的功率包括高频部分功率与低频部分功率，高频部分功率的最大吞吐功率作为超级电容配置的功率等级，低频部分功率的最大吞吐功率作为电池配置的功率等级；步骤3.5、由高频部分功率积分得出超级电容的容量需求，由低频部分功率积分得出电池的容量需求。本专利技术所述提高风电功率调度可靠性的混合储能功率分配方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：(1)功率调度计划预报准确度影响业主参与电力市场交易，提高竞争力；储能系统的合理配置加上功率分配调度策略的有效发挥有助于风电功率较准的短期预报；电力调度部门可以根据广大业主给出的功率计划预报，提前对调度计划进行及时调整，以保证电能质量，减少备用容量，降低电力系统运行成本。(2)科学合理的混合储能动态功率分配可以确保预报功率偏差有效的得到补偿，对储能系统在风电预报可靠性方面的发挥提供了有力保障，提高了风力并网发电的可调度性。(3)利用功率分配对混合储能进行吞吐能量控制，增加了风电预报准确度。(4)结合超级电容与电池的工作特性，根据功率偏差信号的频率分析结果，可以充分发挥各自的功能，增加利用效率，避免电池平繁充放行为，有效延长电池的寿命。附图说明图1为本专利技术的方法流程图；图2为本专利技术的功率分配控制图；图3为本专利技术在任意段时间需要混合储能消纳的风电预报总偏差功率分布图；图4为本专利技术经过频率分解后需要电池吸纳的功率分布图；图5为本专利技术经过频率分解后需要超级电容吸纳的功率分布图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。如图1所示，一种提高风电功率调度可靠性的混合储能功率分配方法，包括以下步骤：步骤1、由天气预报及现场历史运行数据进行预测，经过小波包频率分析与离线平滑处理得到风电功率数据，并作为风电并网调度数据；步骤2、动态监测实际风速得到相应的实际功率，与风电并网调度数据进行比较，对预报偏差数据进行小波在线频率分析，得出高频功率控制信号与低频功率控制信号；步骤3、对功率预测历史数据进行小波包平滑后的功率数据与现场历史运行数据比较，得到的功率偏差数据，进行离线积分统计与卡尔曼滤波频率分析，得出所需混合储能的总容量及功率，混合储能的总容量包括超级电容与电池的容量，混合储能的功率包括高频部分功率与低频部分功率；步骤4、高频功率控制信号作为超级电容的功率控制信号进行控制能量传输功率给超级电容，低频功率控制信号作为电池的功率控制信号进行控制能量传输功率给电池；步骤5、超级电容与电池分别作为第一变换器、第二变换器，并一起接入风电并网发电端。步骤1的具体步骤如下：步骤1.1、由天气预报及现场历史运行数据进行预测得到风电功率预测数据；步骤1.2、风电功率预测数据经过小波包频率分析与离线平滑处理得到风电功率数据；步骤1.3、风电功率数据作为风电并网调度数据。步骤2的具体步骤如下：步骤2.1、使用测风设备动态监测实际风速，由实际风速得到相应的实际功率；步骤2.2、将实际功率与风电并网调度数据进行比较得到预报偏差数据；步骤2.3、将预报偏差数据进行小波在线频率分析处理，得出高频功率控制信号与低频功率控制信号。步骤3的具体步骤如下：步骤3.1、对功率预测历史数据进行小波包平滑处理后得到功率数据；步骤3.2、功率数据与现场历史运行数据进行比较后得到功率偏差数据；步骤3.3、功率偏差数据进行离线积分统计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高风电功率调度可靠性的混合储能功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、由天气预报及现场历史运行数据进行预测，经过小波包频率分析与离线平滑处理得到风电功率数据，并作为风电并网调度数据；/n步骤2、动态监测实际风速得到相应的实际功率，与风电并网调度数据进行比较，对预报偏差数据进行小波在线频率分析，得出高频功率控制信号与低频功率控制信号；/n步骤3、对功率预测历史数据进行小波包平滑后的功率数据与现场历史运行数据比较，得到的功率偏差数据，进行离线积分统计与卡尔曼滤波频率分析，得出所需混合储能的总容量及功率，混合储能的总容量包括超级电容与电池的容量，混合储能的功率包括高频部分功率与低频部分功率；/n步骤4、高频功率控制信号作为超级电容的功率控制信号进行控制能量传输功率给超级电容，低频功率控制信号作为电池的功率控制信号进行控制能量传输功率给电池；/n步骤5、超级电容与电池分别作为第一变换器、第二变换器，并一起接入风电并网发电端。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高风电功率调度可靠性的混合储能功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、由天气预报及现场历史运行数据进行预测，经过小波包频率分析与离线平滑处理得到风电功率数据，并作为风电并网调度数据；
步骤2、动态监测实际风速得到相应的实际功率，与风电并网调度数据进行比较，对预报偏差数据进行小波在线频率分析，得出高频功率控制信号与低频功率控制信号；
步骤3、对功率预测历史数据进行小波包平滑后的功率数据与现场历史运行数据比较，得到的功率偏差数据，进行离线积分统计与卡尔曼滤波频率分析，得出所需混合储能的总容量及功率，混合储能的总容量包括超级电容与电池的容量，混合储能的功率包括高频部分功率与低频部分功率；
步骤4、高频功率控制信号作为超级电容的功率控制信号进行控制能量传输功率给超级电容，低频功率控制信号作为电池的功率控制信号进行控制能量传输功率给电池；
步骤5、超级电容与电池分别作为第一变换器、第二变换器，并一起接入风电并网发电端。


2.根据权利要求1所述的提高风电功率调度可靠性的混合储能功率分配方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤如下：
步骤1.1、由天气预报及现场历史运行数据进行预测得到风电功率预测数据；
步骤1.2、风电功率预测数据经过小波包频率分析与离线平滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建红，顾菊平，吴敏，徐人吉，孟棒棒，张新松，王向丽，王栗，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32