【摘要】：根據(jù)超短期風電功率預測信息提出了基于可變遞進步長及期望輸出的儲能系統(tǒng)(ESS)優(yōu)化控制策略。通過設定荷電狀態(tài)(SOC)上下行限值范圍,構建遞進控制區(qū)間的SOC臨界限值循環(huán)充放電模式,提升ESS利用率;同時嚴格限定遞進控制區(qū)間的充放電狀態(tài)轉換次數(shù),以保證ESS的性能狀態(tài)�；谠撍悸�,以單次充放電區(qū)間作為遞進控制步長構建ESS充放電策略,并以遞進區(qū)間步長最大和整體期望輸出波動率最小為目標函數(shù)建立多目標優(yōu)化模型,在臨界限值循環(huán)充放電模式下協(xié)調控制風電功率輸出與本區(qū)間期望輸出的關系,由此利于ESS在SOC限值內的充分利用,同時大幅降低其充放電狀態(tài)轉換次數(shù),并可有效減少期望輸出的波動程度,提升其可調度性。利用帶精英策略的快速非支配排序遺傳算法求解模型的Pareto最優(yōu)解,通過風電場實際運行數(shù)據(jù)驗證了所提方法的有效性。
【圖文】：

１ＥＳＳ充放電策略１．１ＳＯＣ臨界限值循環(huán)充放電模式常規(guī)ＥＳＳ運行中ＳＯＣ上行和下行狀態(tài)轉換頻繁，且大部分時間未達到ＥＳＳ可承受的ＳＯＣ運行限值，如圖１所示，造成ＥＳＳ容量空間的資源浪費，為此提出了ＳＯＣ臨界限值循環(huán)充放電模式。該模式下設定ＳＯＣ上行和下行臨界限值區(qū)間分別為［Ｓｍａｘｄ，Ｓｍａｘｕ］（Ｓｍａｘｕ＜１．０）和［Ｓｍｉｎｄ，Ｓｍｉｎｕ］（Ｓｍｉｎｄ＞０），其中Ｓｍａｘｄ和Ｓｍａｘｕ分別為ＥＳＳ單次充電時ＳＯＣ上限值的最小和最大值，，同理Ｓｍｉｎｄ和Ｓｍｉｎｕ分別為單次放電時ＳＯＣ下限值的最小和最大值。在遞進控制步長區(qū)間內（如ｔｉ），ＳＯＣ由某臨界限值區(qū)間開始并單調非線性變化，直至對端限值區(qū)間，此時充放電狀態(tài)轉換并按上述規(guī)律運行至始端ＳＯＣ限值區(qū)間，如圖１所示，由此構成循環(huán)充放電模式。該模式中，ＳＯＣ在上下行限值區(qū)間內大范圍變化，有效地提升了ＥＳＳ容量空間的效能，保證了正常運行狀態(tài)下的容量空間利用最大化；同時，ＳＯＣ單調且大范圍充放電對應儲能能量的持續(xù)吸收或釋放，可靠保證了該步長內平抑效果的穩(wěn)定性，有效避免了滿充棄風或放電能量不足；嚴格限定充放電轉換次數(shù)極大保障了ＥＳＳ運行性能的可持續(xù)性，消除了頻繁充放電對ＥＳＳ運行壽命的影響。圖１ＳＯＣ臨界限值循環(huán)充放電模式Ｆｉｇ．１ＣｙｃｌｉｃａｌｃｈａｒｇｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｍｏｄｅｗｉｔｈｉｎＳＯＣｃｒｉｔｉｃａｌｌｉｍｉｔ上述循環(huán)充放電模式中，ＥＳＳ運行服從基本充放電規(guī)律，當期望輸出值Ｐｉ

ｏｗｅｒｏｕｔｐｕｔａｎｄｅｘｐｅｃｔｅｄｏｕｔｐｕｔｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙｖａｌｕｅｓ圖５中每條曲線代表對應儲能容量下，日周期內隨控制區(qū)間的遞進，相應恒值輸出區(qū)間時長的變化和分布情況�？梢钥闯觯瑑δ苋萘吭酱�，遞進區(qū)間的恒值輸出區(qū)間總體時長水平越高，相應日時間內的控制步長數(shù)越少，同時對應表１中充放電轉換次數(shù)也越低，原因在于儲能容量越大，循環(huán)充放電模式下ＳＯＣ上下限之間的對應能量越充足，由此可吸收或平抑較長時間內的波動功率。同時，由圖５可以圖４不同容量下的ＳＯＣ波動曲線Ｆｉｇ．４ＳＯＣｃｕｒｖｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙｖａｌｕｅｓ圖５不同儲能容量對應恒值輸出區(qū)間分布圖Ｆｉｇ．５Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｃｏｎｓｔａｎｔｐｏｗｅｒｏｕｔｐｕｔｓｔｅｐｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙｖａｌｕｅｓ表１不同儲能容量控制策略計算指標Ｔａｂｌｅ１Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙｖａｌｕｅｓ儲能容量／（ＭＷ·ｈ）充放電狀態(tài)轉換次數(shù)ｎ平抑功率波動率ｆδ恒值輸出區(qū)間時長均值／ｍｉｎ１０２１３．７６２１６５．５１５１６２．９２３６８４．７２０１４２．４２７５９６．０２５１３２．３２０３１０２．０２０（常規(guī)方法［１５］）４１６．２５７３６０．０看出恒值輸出區(qū)間時長的均值隨容量增加而上升，且其時長完全滿足經濟調度計劃的時間需求，即使１０ＭＷ·ｈ容量對應的是恒值輸出區(qū)間時長，其均值也滿足小時級經濟調度的要求。同時進一步分析波動率ｆδ，在該

【參考文獻】

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