一種用于跟蹤風電計劃出力的電池儲能系統優化控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種儲能技術與新能源發電領域的控制系統，具體設及一種用于跟蹤 風電計劃出力的電池儲能系統優化控制方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，大規模風力發電集中并網，并參與電網實時調度。電網調度機構依據風力 發電預測曲線安排發電計劃，因此，提前一天安排發電計劃的優劣取決于預測的風電功率 的準確性。目前，風電功率預測的精確性雖得到穩步提高，但它的不確定性仍是一個難題。 基于其重要性，借助相關技術減小預測誤差對風電規模化發展有著積極的作用。
[0003] 現行的國家能源局印發的《風電功率預測預報考核辦法》與之前印發的相關文件 在考核目標方面有了較大的修訂。其考核目標由之前的針對日預測曲線最大誤差不超過 25%W及全天預測結果的均方根誤差應小于20%，修訂為調度端月平均風電功率預測預報 準確率應達到80%W上。由此可知，電池儲能系統具有能量密度高、響應速度快的特點，成 為平抑風電功率預測誤差的理想選擇，在現有儲能電池價格水平前提下，電池儲能系統的 功率與容量優化配置尤為重要。
[0004] 因此，基于國家能源局印發的《風電功率預測預報考核辦法》中的考核指標中風電 功率預測誤差考核目標的改變，應用儲能系統對其出力進行跟蹤控制時，其控制對象、控制 思路與控制方法則基本不同，基于風電功率預測誤差特性，我們應該對用于跟蹤風電計劃 出力的電池儲能系統的跟蹤控制進行優化，W實現性能/成本比較優的目標需要提出一種 電池儲能系統的控制方法，縮小功率預測誤差值，修正風電場實時功率與預報功率的偏差， 減小因不滿足標準要求而引發的處罰。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的不足，本發明提供一種用于跟蹤風電計劃出力的電池儲能系統 優化控制方法，所述控制方法用的系統包括依次連接的功率跟蹤控制模塊、電池管理單元 BMS、電池儲能模塊、功率變流器PCS、斷路器、風電場、數據采集模塊和介于所述數據采集模 塊與電池管理單元BMS之間的數據存儲和管理模塊，其特征在于，所述優化控制方法包括 W下步驟：
[0006] S1，功率跟蹤控制模塊讀取實時功率預測誤差，計算功率預測誤差逐時準確率，判 斷功率預測誤差逐時準確率是否越限；
[0007]S2，判斷電池儲能系統參與跟蹤風電計劃出力的跟蹤深度；
[000引 S3,根據電池荷電狀態SOC和步驟S2的跟蹤，所述功率跟蹤控制模塊控制電池管 理單元對電池儲能系統進行控制，輸出相應功率。
[0009] 優選地，所述步驟S1包括W下步驟：
[0010] 所述數據采集模塊實時采集風電場的實際輸出功率和儲能電池荷電狀態SOC并 傳給所述數據存儲與管理模塊和所述功率跟蹤控制模塊；
[0011] 所述功率跟蹤控制模塊將風電場實時功率值與預測功率值的差作為實時預測誤 差值AP"ww，W天為跟蹤時間窗口，Wk化=1，2,3…巧）分鐘為跟蹤步長，計算功率預測 誤差逐時準確率rW比較rw與控制要求允許值0Petmit;若r?小于0PetmW則啟動所述電 池儲能系統；若rw等于或大于0Petmit，則不啟動所述電池儲能系統。
[0012] 優選地，所述步驟S2包括W下步驟：
[0013] 當所述功率預測誤差逐時準確率rw小于0 時，比較所述實時預測誤差值 的絕對值IAP"wwl與電池儲能系統最大出力Peatt.max，判斷電池儲能系統參與跟 蹤風電計劃出力的跟蹤深度。
[0014] 優選地，當所述功率預測誤差逐時準確率ry/j、于0 擁，若實時預測誤差的絕 對值IAP"w(i)I小于等于最大出力Peatt.m。,，則電池儲能系統動作的功率為I I;若實 時預測誤差的絕對值IAP"wwl大于最大出力1\。《.。。,，則電池儲能系統動作的功率值為最 大功率
[0015] 優選地，將所述電池儲能系統荷電狀態SO。劃分為五個區域：
[0016] 上限制區；S0Ci>S0Cmax;下調跟蹤區；50 %S0Ce《S0Ci<S0Cmax;回歸區； S0C產 50%SOCe;上調跟蹤區；S0Cmh<S0Ci《50%SOCe;下限制區；S0Ci《SOCm化；
[0017] 上述區域中，SOCmi。為儲能電池運行比較高效的最小soc取值；soc為儲能電池 運行比較高效的最大S0C取值；S0C。為電池儲能系統額定容量時對應的S0C值。
[001引優選地，所述步驟S3所述功率跟蹤控制模塊控制電池管理單元對電池儲能系統 的控制包括如下步驟：
[0019] 當S0Cmh<S0Ci<S0Cmax，且r(i)< 0Permit，AP福(1)<〇,則電池儲能系統W I或Pewt.m。前功率大小釋放功率于風電場節點諾S〇Ci《SOCmi。，電池儲能系統不 動作；
[0020] 當S0Cmin<S0Ci<S0Cmax，且r(i)< 0Permit，AP?nd(i)>〇,則電池儲能系統W I或Pestt.mJ勺功率向風電場節點吸收功率；若S〇Ci>SOCm。擁，電池儲能系統不 動作；
[0021] 若S0Ci<50%S0C，且r(u> 0Permit，向風電場節點吸收功率，使so。回歸至50% SOCe;
[0022] 若so。>50%S0C，且r(u> 0Permit，向風電場節點釋放功率，使so。回歸至50% SOCe;
[002引其中，SOCmi。為儲能電池運行比較高效的最小S0C取值；S0Cmax為儲能電池運行比 較高效的最大S0C取值；S0C。為電池儲能系統額定容量時對應的S0C值。
[0024] 優選地，步驟S3所述功率跟蹤控制模塊輸出的控制命令包括；
[002引若S0Cm化<S0Ci<50%S0Ce，r。)<eperm"，AP"nd(。<0，且|APw化d山l<PBa?. ma擁，電池儲能系統出力為PBa?(i)=AP"nd(i);
[0026] 若S0Cm化<S0Ci<50%S0Ce，r。)<eperm"，AP"nd(。<0，且|APw化d山l>PBa?. ma擁，電池儲能系統出力為PBa?(。=PBatt.max;
[0027] 若S0Cm化<S0Ci<50%S0Ce，r。)<eperm"，AP"nd(。>0，且|APw化d山l<PBa?. ma擁，電池儲能系統出力為PBa?(i)=AP"ndW;
[002引若S0Cm化<S0Ci<50%S0Ce，r。)<eperm"，AP"nd(。>0，且|APw化d山l>PBa?. ma擁，電池儲能系統出力為PBa?(。=-PBatt.max;
[002W若 50%S0Ce<S0Ci<S0Cmax，r("<ePerm",AP"nd(i)<0,且IAP"ndJ<Pb3?.ma擁，電池儲能系統出力為PBa?(i)= AP"ndW;
[0030] 若 5〇%SOCe<SOCi<SOCmax，r("<ePerm",AP"nd(i)<〇,且IAP"ndJ>PBa?. ma擁，電池儲能系統出力為PBa?(。=PBatt.max;
[0031] 若 5〇%SOCe<SOCi<SOCmax，r("<ePerm",AP"nd(i)>〇,且IAP"ndJ<Pb3?. ma擁，電池儲能系統出力為PBa?(i)= AP"ndW;
[003引若 50%SOCe<SOCi<SOCmax，r("<ePerm",AP"nd(i)>0,且IAP"ndJ>PBa?.ma擁，電池儲能系統出力為PBa?(。=-PBatt.max;
[003引若SOCi=SO