國家能源主動配電網技術研發中心(北京交通大學)的研究人員羅煜、黃梅、鮑諺、張維戈、嚴乙桉, 在《電工技術學報》2016年增刊1上撰文指出, 隨著風力發電的快速發展, 提高風力發電的可調度性受到了越來越多的關注。
針對目前跟蹤發電計畫控制策略存在的問題, 研究基於儲能SOC優化控制的風儲電站即時跟蹤發電計畫控制策略, 提出保證在誤差允許範圍內即時跟蹤發電計畫的前提下, 以降低儲能系統電量波動範圍和放電深度為控制目標、採用即時滾動優化方法的控制策略, 建立了儲能SOC優化控制模型,
最後以北方某風光儲輸聯合發電示範工程中的實測資料為例程式設計模擬, 並與普通控制策略對比分析, 驗證了本文方法的可行性與有效性。
風力發電存在隨機性、間歇性等缺點[1-3], 同時風電功率日前預測技術不完善, 預測準確度不高, 導致了風電的可調度性較差, 嚴重影響電網的運行特性。 電池儲能系統具有容量大、反應速度快、雙向功率流動等特性, 在改善風力發電特性方面有著廣泛的應用[4-7]。 主要有削峰填穀[8, 9]、跟蹤發電計畫[10-14]、平抑風電功率波動[15-20]等。
文獻[10]闡述了國家風光儲輸示範工程, 分析並驗證了典型運行模型下控制策略的可行性, 包括平滑風光功率輸出、削峰填穀、跟蹤發電計畫以及參與系統調頻。
文獻[12]提出的跟蹤風電計畫出力策略首先進行超短期功率預測, 然後利用粒子群演算法對儲能系統充放電策略進行優化, 從而提高了風電跟蹤計畫出力能力。 文獻[13]通過統計量化的方法分析了儲能系統的作用範圍。 通過實例模擬, 驗證了利用電池儲能系統實現風儲電站即時跟蹤發電計畫的合理性與可行性。
文獻顯示目前研究的風儲電站即時跟蹤發電計畫控制策略(下文簡稱普通控制策略)大多採用即時調節方法, 只根據當前時刻風電場實際出力與風電場發電計畫的偏差來計算儲能充放電功率,
同時目前儲能系統的成本相對較高, 限制了風電場的儲能配置容量大小, 如果控制策略缺少對未來儲能SOC變化趨勢的考慮, 單純地考慮當前充放電往往會導致儲能系統因為容量不足出現過充過放的情況。 其結果是, 不僅嚴重影響跟蹤發電計畫的效果, 降低風電的可調度能力, 而且對儲能系統而言, 長期處於過充過放狀態會嚴重影響其使用壽命。
針對上述控制策略存在的問題, 本文提出了一種基於儲能SOC優化控制的風儲電站即時跟蹤發電計畫控制策略(下文簡稱優化控制策略)。 該控制策略保證在誤差允許範圍內即時跟蹤發電計畫的前提下,
圖9 兩種控制策略下儲能充放電功率曲線
結論
本文針對目前風儲電站跟蹤發電計畫控制策略存在的問題, 提出了基於儲能SOC優化控制的風儲電站即時跟蹤發電計畫控制策略。 考慮了滾動時間視窗內儲能系統的SOC變化情況, 提出了儲能系統SOC即時滾動優化模型, 採用基於動態規劃的方法進行求解。
算例模擬結果表明了優化控制策略的可行性與有效性,