基于储能SOC优化控制的风储电站实时跟踪发电计划控制策略

随着风力发电的快速发展,提高风力发电的可调度性受到了越来越多的关注。针对目前跟踪发电计划控制策略存在的问题,研究基于储能SOC优化控制的风储电站实时跟踪发电计划控制策略,提出保证在误差允许范围内实时跟踪发电计划的前提下,以降低储能系统电量波动范围和放电深度为控制目标、采用实时滚动优化方法的控制策略,建立了储能SOC优化控制模型,并采用基于动态规划的优化算法进行求解。最后以北方某风光储输联合发电示范工程中的实测数据为例编程仿真,并与普通控制策略对比分析,验证了本文方法的可行性与有效性。

基于储能SOC状态的微电网能量优化调度策略研究

为了满足微电网能量调度要求,根据储能系统在不同运行模式下的功能定位,提出了一种基于储能SOC状态的微电网能量优化调度策略。在调度响应方面,利用该策略可实现微电网与配电网功率交换遵循调度计划,保证调度计划的有效性。在经济运行方面,利用该策略可实现公共连接点配电变压器的最佳运行,降低电力系统损耗。该策略充分考虑了电力公司通过改变用电电价鼓励用户参与需求侧管理的需求,结合实时电价调整储能SOC状态实现用电成本最低。利用该策略可实现微电网离网时稳定运行,提高可再生能源利用率,保证重要负荷的供电,防止蓄电池的过充及过放等。

储能VSG参数协调模糊自适应优化策略

传统虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的动态响应过程存在超调量与调节时间相矛盾的情况,且虚拟同步发电机控制参数选取时往往将储能侧视为理想电源,导致系统参数与储能系统的特性不相匹配。针对这种情况,结合模糊理论提出一种考虑储能系统约束的虚拟同步发电机参数协调模糊自适应控制方法,分析不同阻尼状态下虚拟同步发电机系统的动态响应,将储能系统的荷电状态(state of charge,SOC)和运行功率约束转化为转动惯量约束范围,通过模糊控制器自适应控制惯量变化,并根据合适的阻尼比协调调节虚拟阻尼,使得系统动态响应过程中系统阻尼比合理变化,从而改善传统虚拟同步发电机系统超调量与调节时间相矛盾的情况,使系统参数与储能系统特性相匹配。Matlab/Simulink仿真结果验证了所提控制策略的可行性与有效性。

考虑储能荷电状态的风储联合调频控制策略

储能配合风电参与调频可以改善一次调频效果,但储能荷电状态(state of charge,SOC)接近上下限值时会出现储能功率不足,此时储能SOC保护与调频效果很难兼顾。综合考虑风速和负荷随机变化的复杂工况下的调频需求,提出一种考虑储能SOC的风储联合调频控制策略,在SOC处于标准值附近时储能以最大下垂系数充放电,在储能SOC偏高或偏低时采用考虑SOC自适应的充放电控制策略保护SOC,同时风电机组通过变下垂控制弥补储能出力不足,以此改善调频效果。最后,通过MATLAB/Simulink仿真及风−储联合调频实验平台进行验证。实验结果表明,相比一次调频和SOC自适应调频方法,本文所提策略的频率偏移度及SOC偏移度均有明显降低,所提控制策略兼顾了调频效果及SOC保护。

降低火电调频损耗的混合储能系统容量优化配置双层模型

针对如何在降低火电机组调频损耗,提高系统调频性能的同时减小储能全寿命周期成本,提出了一种混合储能辅助火电机组参与自动发电控制(automatic generation control,AGC)的双层优化配置模型。上层模型由基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)的火电–混合储能间AGC指令分配策略和计及全寿命周期内成本收益之差、AGC综合评判指标Kp的多目标优化配置模型组成,为底层模型提供AGC初步分解指令和功率、容量约束;底层模型由计及储能荷电状态(state of charge,SOC)恢复的混合储能控制策略和火电–混合储能调频响应模型组成,将经过EMD初步分解的AGC指令再次分配给各调频资源,并向上层模型提供各调频资源出力响应曲线和SOC变化曲线;采用基于优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)的多目标粒子群算法求解该双层模型,避免了传统多目标粒子群算法在Pareto解集中确定全局最优解的偶然性。基于华北某电厂运行数据开展仿真分析,结果表明混合储能双层优化配置模型可以有效降低火电机组调频损耗,显著提高火储联合调频系统经济性,为混合储能辅助传统调频电源提供配置方案参考。

考虑分布式光伏和储能参与的配电网电压分层控制方法

提出一种考虑分布式光伏无功和储能有功参与的配电网电压分层控制方法。首先,分析了由分布式光伏与负荷时空不匹配引起的高/低电压问题,依据配电网拓扑以及线路参数计算得到配电网节点电压与注入功率的无功-电压、有功-电压近似灵敏度矩阵。其次,在第一层控制中,提出了分布式光伏参与配电网调压的无功-电压下垂系数优化控制方法,通过求解电压优化模型得到分布式光伏逆变器的最优下垂系数,从而计算出其无功输出。当光伏逆变器的无功容量不足时,提出了第二层控制,即储能参与调压的有功-电压自适应下垂控制策略,储能逆变器的下垂控制系数根据储能荷电状态(state of charge,SOC)与所在节点电压自适应调整,既考虑了储能的容量,又实现了储能功率和SOC的相对均衡控制。最后,以一实际10节点配电网系统作为算例验证了所提方法的有效性。

基于电压分层控制的直流微电网及其储能扩容单元功率协调控制策略

由于直流微电网中的分布式发电具有随机性和波动性等特点,储能单元的配合可较好地解决这一问题。但是,现有基于直流母线电压信号的分层控制未充分考虑多储能单元的协调以及孤岛系统容量不足的情况。因此,该文提出一种基于电压分层控制的直流微电网及其储能扩容单元功率协调控制策略。为实现电压分层下多储能单元的分散协调控制,该文首先揭示已有微电网系统不同运行模式所对应的负载功率边界。然后,提出基于多储能单元荷电状态(SOC)的改进模糊控制和下垂控制,以实现多储能单元充放电功率自适应分配。针对孤岛系统容量不足的情况,在储能扩容单元容量计算的基础上,提出一种基于过/欠电压控制器的储能扩容单元功率协调控制策略,并分析其对已有系统功率边界的影响,以保证直流微电网安全可靠运行。最后,通过仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

缺乏可靠功率预测条件下的微电网实时调度策略

作为解决“高原、海岛、边防、无人区”(高海边无)地区供电问题的有效手段,微电网在运行管理过程中,需要面临在“高海边无”地区无准确功率预测信息的问题。为此,文章总结了3种不依赖于可靠功率预测信息的实时调度策略,用于实现“高海边无”地区微电网的能量管理。首先,分别对按照策略表、按照类下垂特性、基于李雅普诺夫优化方法的3种实时调度策略的实现原理进行介绍,并在按照策略表的方法中添加死区调整方法,提高其适用性。然后通过仿真分析,对比3种实时调度策略,实现对实时调度策略特性的总结。最后,给出了实时调度策略在工程应用中的注意点,以期指导工程实践。