一种大规模储能电站自适应动态规划的控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种大规模储能电站自适应动态规划的控制方法和系统，所述方法包括如下步骤：设置自适应动态规划控制系统的结构和控制目标参数；初始化参数并导入被控对象的初始状态；计算当前时刻t的原始风电功率波动率，根据变化率控制方法对原始风电功率进行平滑；计算平滑后的风储功率波动率，储能系统功率，储能系统的荷电状态SOC；初始化训练评价模块和执行模块；计算每个时刻的控制策略，平滑后的风储功率波动率，储能功率和储能系统荷电状态SOC，并进行保存；输出所述各个时刻的控制策略，平滑后的风储功率波动率，储能功率和储能系统荷电状态SOC。所述系统包括参数初始化模块、数据采集和计算模块、执行模块、评价模块及输出模块等。本发明专利技术实现对大型储能系统的优化控制，提升储能系统技术经济性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种大规模储能电站自适应动态规划的控制方法和系统，所述方法包括如下步骤：设置自适应动态规划控制系统的结构和控制目标参数；初始化参数并导入被控对象的初始状态；计算当前时刻t的原始风电功率波动率，根据变化率控制方法对原始风电功率进行平滑；计算平滑后的风储功率波动率，储能系统功率，储能系统的荷电状态SOC；初始化训练评价模块和执行模块；计算每个时刻的控制策略，平滑后的风储功率波动率，储能功率和储能系统荷电状态SOC，并进行保存；输出所述各个时刻的控制策略，平滑后的风储功率波动率，储能功率和储能系统荷电状态SOC。所述系统包括参数初始化模块、数据采集和计算模块、执行模块、评价模块及输出模块等。本专利技术实现对大型储能系统的优化控制，提升储能系统技术经济性。【专利说明】-种大规模储能电站自适应动态规划的控制方法和系统
本专利技术属于智能电网、能源互联网和储能
，具体设及一种大规模储能电 站自适应动态规划的控制方法和系统。
技术介绍
随着风电、光伏发电技术的不断发展，风电和光伏发电等新能源发电的大规模并 网，其出力的波动问题日益严重。风电、光伏发电等新能源发电大规模接入电网后，其波动 性和间歇性会对电网运行的安全性、稳定性W及电能质量等造成不利影响。因此，目前在实 际运用中，风电和光伏发电的并网受到了很大限制，不利于风电、光伏发电等新能源发电的 发展，控制新能源发电出力波动对电网运行的安全、稳定、经济运行有着重要意义。储能系 统凭借充放电能力可有效抑制新能源发电输出波动对电网的不利影响，进而降低新能源发 电系统带来的波动性，提高电网接纳新能源发电的能力。 按照存储形式的不同，储能可分为物理储能、电化学储能和电磁储能。其中电池储 能目前处于快速发展阶段，储能电站规模达到了兆瓦级~数十兆瓦级。因此可W通过配备 一定容量的大规模电池储能系统，根据新能源发电出力的情况，采用电池储能系统充放电 的优化控制，平滑新能源发电功率。并结合新能源发电出力波动率和储能系统的荷电状态 等指标进行整体优化，W满足电网对风电、光伏发电等新能源发电并网的要求。 目前，我国已建成多个千万千瓦级新能源发电基地，在新能源发电富集区域电网 中，对电池储能的容量要求通常达数十MWW上，甚至达百兆瓦W上。百兆瓦级电池储能电站 参与新能源发电集群控制及系统调度运行，对破解新能源发电的送出和消纳瓶颈有重要意 义。大规模储能技术是我国可再生能源发电利用的关键支撑技术。针对大规模可再生能源 发电的接入，一方面通过储能技术与可再生能源发电的联合，减少其随机性并提高其可调 性;另一方面通过电网级的储能应用增强电网对可再生能源发电的适应性。目前，储能作为 电网的可调度资源，具有很大的应用价值和应用空间。 在电网级应用中，需要储能进行秒至小时级的多时间尺度功率支撑。在储能与新 能源发电联合并网应用时，百兆瓦电池储能电站整体需满足新能源发电从秒到分钟级不同 时间尺度的响应需求。因此，如何基于大规模新能源发电的出力波动W及储能在电网级应 用等实际需求，实现百兆瓦级电池储能电站整体出力多目标协调优化控制是亟待破解的技 术难题。 在大规模电池储能电站平滑大规模新能源发电出力波动时，采用传统的一阶低通 滤波或变时间常数(T)的出力滤波方法，由于方法本身自带的时滞而导致有时控制灵敏度 不佳。一般的移动平均滤波算法输出的储能出力目标值也在很大程度上受限于风电、光伏 发电等新能源发电功率的输入，运些传统方法遇到新能源发电出力出现骤变的情况，滤波 性能下降，且影响后续滤波效果。另一方面，在提高新能源发电友好性的储能电站出力控制 时，传统控制方法在储能电站整体出力的自适应控制方面，其基于自学习的智能优化控制 能力有待进一步提局D
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种大规模储能电站自适应动态规划 的控制方法和系统，本专利技术降低了风电功率并网给电网带来的冲击，同时对储能系统的工 作能力和寿命进行优化保护，提升储能系统的技术性与经济性。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案： -种大规模储能电站自适应动态规划的控制方法，所述方法包括如下步骤： (1)设置自适应动态规划控制系统的结构和控制目标参数； (2)初始化参数并导入被控对象的初始状态； (3)计算当前时刻t的原始风电功率波动率 <,，根据变化率控制方法对原始风电功 率进行平滑;计算平滑后的风储功率波动率语W，储能系统功率PBESS(t)，储能系统的荷电状 态 S0C; (4)初始化训练评价模块和执行模块； (5)计算每个时刻的控制策略，平滑后的风储功率波动率，储能功率和储能系统荷 电状态SOC，并进行保存； (6)输出所述各个时刻的控制策略，平滑后的风储功率波动率，储能功率和储能系 统荷电状态SOC。 优选的，所述步骤(1)中，所述自适应动态规划控制系统包括评价模块和执行模块 的两层结构，每个模块均用=层神经网络结构来构建;所述控制目标参数包括风电发电容 量带'W,储能系统容量Wbat,储能系统的荷电状态SO邱良制范围，采样时间A t，观测时间T，波 动率控制目标4和波动率限制目标拖。 优选的，所述步骤(2)中，所述初始化参数包括风电功率波动率的初始值，储能系 统荷电状态SOC的初始值，当前时刻风电实际出力功率。 优选的，所述步骤(3)包括如下步骤： 张驢,Vl、所沐的巧前时刻t的原始风电功率波动率嗦的计算公式如下； (I) (:) (3) 式中：C"是风电容量，即额定功率，Ar和巧T是观测时间内的风电功率最大值和 最小值，A t是采样时间，T为观测时间，Pwp(t)为风电功率的原始值，fwp计算风电功率波动 率的原始函数，n为在观测时间内的采样点数； 步骤3-2、根据变化率控制方法对所述风电功率的原始值进行平滑； 所述变化率控制方法的计算方法如下： 根据风电功率原始值Pwp(t)、平滑后的风电功率值Phybrid(t)、采样时间At定义了 风电功率的变化率k(t):[002引口）式中：Pwp(t)是风电功率原始值;Phybrid(t)是平滑后的风储功率值； 为了使风储功率波动率控制在要求范围内，对变化率控制功率波动率方法制定如 下控制策略： 巧 (8) 式中：/诚,《是风电出力的上升阶段的变化率的限制值，/请品是风电出力的下降阶段 的变化率的限制值；[00；3引 其中 斷 (1巧 式中，请为波动率控制目标； 步骤3-3、经过所述变化率控制方法平滑后的风储功率波动率項《的公式为： (Il) (12) (13) 式中：碼祐和巧品是观测时间T内的风储功率最大值和最小值;巧冷是观测时间T 内并网运行的风电总额定功率； 变化率控制功率波动率方法的目标是控制平滑后的风储功率波动率在观测时间 内小于给定目标值：(15) 式中：请是给定观测时间T内风储功率波动率的控制目标；步骤3-4、所述储能系统功率的计算公式为： PBESs(t)=Phybrid(t)-Pwp(t) (16) 所述储能系统的荷电状态SOC的计算公式如下： 如果Pbess (t )> 0，储能系统放电，SOC减小， (17) ;0C增大， (1巧[0化引式中:Wbat是储能系统容量。 优选的，所述步骤(4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大规模储能电站自适应动态规划的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)设置自适应动态规划控制系统的结构和控制目标参数；(2)初始化参数并导入被控对象的初始状态；(3)计算当前时刻t的原始风电功率波动率根据变化率控制方法对原始风电功率进行平滑；计算平滑后的风储功率波动率储能系统功率PBESS(t)，储能系统的荷电状态SOC；(4)初始化训练评价模块和执行模块；(5)计算每个时刻的控制策略，平滑后的风储功率波动率，储能功率和储能系统荷电状态SOC，并进行保存；(6)输出所述各个时刻的控制策略，平滑后的风储功率波动率，储能功率和储能系统荷电状态SOC。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李相俊，何宇婷，张晶琼，惠东，贾学翠，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11