【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风力发电系统控制，具体涉及基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略。
技术介绍
1、风能不同于常规能源，具有很强的随机波动性、间歇性和不可预测性，风电大规模并网给电网安全稳定运行带来了巨大挑战。储能装置可实现功率快速精准双向吞吐，是风电波动功率平抑的关键技术之一，在风电并网中发挥着重要作用。
2、单电池储能系统(battery energy storage system,bess)平滑风电功率，因其原理简单、易于实现，得到了广泛应用，但是由于风电的强随机性和不可预测性，导致单电池频繁进行充电放电切换，影响电池的使用寿命。
3、为了弥补单电池平滑风电功率的不足，进一步提高bess的使用寿命，提出了采用双电池储能系统(dual battery energy storage system，dbess)对风电功率进行平滑，两组电池分别负责充电和放电任务，当电池达到充电上限或放电下限时进行电池充放电状态的切换，避免了采用单电池时频繁地进行充放电状态切换，但是大多双电池储能系统风电功率平滑策略都没考虑dbess运行过程中两电池充放电不平衡问题。虽然也有研究dbess充放电不平衡的问题，根据电池的soc设计了变滤波时间常数的低通滤波算法对风电功率进行平滑，能够避免进入极限不平衡状态，但是当风电功率波动较大时，充放电平衡的效果并不明显。因此，研究一种既能保证风电功率的平滑效果，还能提高dbess充放电的平衡度，延长电池使用寿命的控制策略具有重要的研究意义和实用价值。
1、本专利技术的目的在于提供基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，解决了现有技术中存在的双电池储能系统充放电不平衡的问题。
2、本专利技术所采用的技术方案是，基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，具体按照以下步骤实施：
3、步骤1：将风电场输出功率pw分解为期望的并网功率和需要sc-dbess混合储能系统平抑的波动功率
4、步骤2：dbess采用同步切换运行方式，当电池组a初始状态为放电状态，电池组b初始状态为充电状态，电池组a、b的充放电工作状态标志flag＝0；反知，当电池组a处于充电状态，电池组b处于放电状态，flag＝1；在第一次运行时，设置电池组初始工作状态flag，在下一次循环过程中通过切换初始工作状态，并覆盖该初始工作状态，形成新的初始工作状态；
5、步骤3：获取电池组a、b在t时刻的soc值；
6、步骤4：计算t时刻dbess充放电能量的平衡度δsab(t)；
7、步骤5：计算出自适应低通滤波器的截止频率修正量δfc(t)，然后加上低通滤波器的基本截止频率fcbase得到滤波器t时刻的截止频率fc(t)；
8、步骤6：将第k个采样周期分解为需要双电池组平抑的低频波动分量和需要sc平抑的高频波动分量
9、步骤7：将进行分配，输出电池组a、b的一级功率指令
10、步骤8：判断电池x的荷电状态socx是否到临界上限值socxup或下限值socxdown，x＝{a,b}；如果充电电池socx到达上限值或放电电池socx到达下限值，则切换电池工作状态flag，并进入步骤2，使其与步骤2中的初始工作状态flag相反；否则进入步骤9；
11、步骤9：判断电池x的荷电状态socx所处区间v和一级功率指令的正负符号sbol；然后计算功率修正因子；最后用电池一级功率指令乘以修正因子得到二级功率指令
12、本专利技术的特还在于，
13、步骤3中，电池组a、b在t时刻的soc值，如式(1)及式(2)所示：
14、
15、式中，soca(t)、socb(t)分别为电池a、b在t时刻的soc；δt为采样周期；ea、eb分别为电池a、b的额定容量；u1、u2分别为充电放电标志，ηch、ηdis分别为电池的充、放电效率；pch(t)、pdis(t)分别为t时刻的充、放电功率指令；
16、电池组a、b和超级电容器的soc以及充放电功率应满足的约束关系为：
17、
18、式中，sociup、socidown和soci(t)分别表示电池组a、b和超级电容的soc上下限和t时刻的soc；pimax、pi(t)分别表示电池组a、b和超级电容的最大充放电功率和t时刻的功率指令。
19、步骤4中，δsab(t)的计算公式如式(3)所示：
20、δsab(t)＝[socup-socch(t)]-[socdis(t)-soclow] (3)；
21、式中，socch(t)、socdis(t)分别为t时刻充电电池和放电电池的soc；δsab(t)为t时刻的平衡度，且δsab(t)∈[-dodop,dodop]，dodop取值为0.8。
22、步骤5中，δfc(t)的计算公式如式(4)所示：
23、
24、式中，[-δ,δ]为死区区间，当平衡度处于该区间时，认为已处于平衡态，无需调节；m为死区特性曲线中线性区的斜率，取值为δfcmax/(dodop-δ)，其中δfcmax为δfc(t)的最大值；sbol表示当前波动功率的符号。
25、步骤6中，具体为：
26、根据一阶低通滤波器离散化模型，即式(5)，将第k个采样周期分解为需要双电池组平抑的低频波动分量和需要sc平抑的高频波动分量
27、
28、式中：δt为系统采样周期，第k个采样点对应的采样时刻为kδt，fc(k)为kδt时刻截止频率值，t(k)是滤波器的采样周期。
29、步骤7中，具体为：
30、步骤7.1：判断是否大于0；如果大于0，说明当前期望并网功率高于风电场输出功率，电池组需要放电进行补偿，转至步骤7.2；如果小于0，说明当前期望并网功率低于风电场输出功率，电池组需要充电吸收冗余的功率，转至步骤7.3；
31、步骤7.2：判断flag是否等于0；如果等于0，表示电池组a处于放电状态，电池组b处于充电状态；如果等于1，表示电池组a处于充电状态，电池组b处于放电状态；
32、步骤7.3：判断flag是否等于0；如果等于0，表示电池组a处于放电状态，电池组b处于充电状态；如果等于1，表示电池组a处于充电状态，电池组b处于放电状态。
33、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
34、本专利技术构建了表征双电池组不平衡状态的平衡度指标，提出的基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，建立了功率二次修正模型对双电池的一级功率指令进行修正，所提控制策略能够满足国家关于并网风电功率波动要求，提高双电池组充放电的平衡度，优化电池组充放电深度，减少充放电切换次数，提高电池使用寿命。
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1.基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，其特征在于，具体为：采用了双锂电池-超级电容器组成的混合储能系统平抑风电功率波动，根据DBESS充放电能量平衡度指标和波动功率的波动方向设计自适应低通滤波器，完成SC和DBESS之间的功率初级分配；然后以DBESS的SOC作为状态反馈，建立了功率修正模型，对DBESS的功率进行二次修正，进一步提高双电池组充放电的平衡度。
2.如权利要求1所述的基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
3.如权利要求2所述的基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，其特征在于，所述步骤3中，电池组A、B在t时刻的SOC值，如式(1)及式(2)所示：
4.如权利要求3所述的基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，其特征在于，所述步骤4中，ΔSAB(t)的计算公式如式(3)所示：
5.如权利要求4所述的基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，其特征在于，所述步骤5中，Δfc(t)的计算公式如式(4)所示：>
6.如权利要求5所述的基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，其特征在于，所述步骤6中，具体为：
7.如权利要求6所述的基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，其特征在于，所述步骤7中，具体为：
8.如权利要求7所述的基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，其特征在于，所述步骤9中，具体为：
...【技术特征摘要】
1.基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，其特征在于，具体为：采用了双锂电池-超级电容器组成的混合储能系统平抑风电功率波动，根据dbess充放电能量平衡度指标和波动功率的波动方向设计自适应低通滤波器，完成sc和dbess之间的功率初级分配；然后以dbess的soc作为状态反馈，建立了功率修正模型，对dbess的功率进行二次修正，进一步提高双电池组充放电的平衡度。
2.如权利要求1所述的基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
3.如权利要求2所述的基于功率两级修正的双电池储能系统风电功率平抑控制策略，其特征在于，所述步骤3中，电池组a、b在t时刻的soc值，如式(1)及式(2)所示：<...
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