[发明专利]混合储能管理系统HESS对风电波动的双层平抑系统及方法

说明书

本发明涉及一种混合储能管理系统HESS对风电波动的双层平抑系统及方法，目的是提供一种可满足二维时间尺度风电波动并网要求的双层平抑系统及方法。平抑系统包括：风电机组、风电测量中心、馈线、风场输出交流母线、电池储能系统、超级电容器，与电池储能系统、混合储能管理系统，与混合储能管理系统依次串接的通信模块、数据存储与管理模块，与数据存储与管理模块并接的小波阈值滤波模块、均值平缓平抑模块、平抑效果评价模块；本发明将两种储能技术相互结合对风电波动进行双层平抑，可满足技术规定的二维时间尺度风电波动并网要求。

技术领域：

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种包含超级电容器和电池储能的兆瓦级混合储能系统对风电场并网功率波动的双层平抑系统及方法。

背景技术：

随着风电渗透率的增加，风电机组调压和调频能力弱下，无法给电网提供即时的有功和电压支撑，现有交流电网承载潮流转移的能力不足，难以有效反应大规模风电并网出力间歇性带来的潮流涌动，易引发全网电压波动。这些问题使得电网的安全稳定运行面临极大考验，如何在保证电网安全稳定运行的前提下平抑风电波动来增加消纳率，成为推动清洁能源发展、促进产业低碳化而亟待解决的问题。

在风电场或风电场集群中引入电池储能系统是平抑风电功率波动、柔化其对电网冲击的主要措施之一。将两种或多种具有不同出力特性的储能电源组合成混合储能系统HESS，较单一结构的储能系统其平抑效果更优。目前中国实行的风电场接入电力系统技术规定分别对1分钟和10分钟两种时间尺度下的风场有功波动进行限制。而国内外研究机构针对混合储能系统的平抑风电场输出的控制策略，主要集中于利用各类储能不同的响应速率和充放电特性分别对次高频和高频分量进行平抑，未对波动较缓而容量较大的风电出力爬坡段采取措施，同样会给电网的AGC调频工作增加负担，难以满足10分钟尺度下的并网有功波动标准。

发明目的：

本发明目的是提供一种可满足二维时间尺度风电波动并网要求的双层平抑系统及方法。技术方案如下：

混合储能管理系统HESS对风电波动的双层平抑系统，包括：

风电机组、风电测量中心、馈线、风场输出交流母线，分别与风场输出交流母线并接的电池储能系统、超级电容器，与电池储能系统、超级电容器相连的混合储能管理系统HESS，与混合储能管理系统HESS依次串接的通信模块、数据存储与管理模块，与数据存储与管理模块并接的小波阈值滤波模块、均值平缓平抑模块、平抑效果评价模块；

所述小波阈值滤波模块，用于计算超级电容器的平抑功率值及充放电时长；均值平缓平抑模块，用于计算电池储能系统的平抑功率值及充放电时长；平抑效果评价模块，用于评价1分钟和10分钟时间尺度下的波动平抑效果；

所述混合储能管理系统HESS与超级电容器双向数据交换，混合储能管理系统HESS给超级电容器的控制参数为超级电容器的平抑功率值、充放电时长，超级电容器给混合储能管理系统HESS的反馈参数为超级电容器的实时功率、SoC值、充放电功率限值、额定容量值；

所述混合储能管理系统HESS与电池储能系统双向数据交换，混合储能管理系统HESS给电池储能系统的控制参数为电池平抑功率值及充放电时长，电池储能系统给混合储能管理系统HESS的反馈参数为电池储能系统的实时功率、SoC值、充放电功率限值、额定容量值；

所述混合储能管理系统HESS与通信模块双向数据交换，混合储能管理系统HESS给通信模块的数据为电池储能系统和超级电容器各自的实时功率、SoC值、充放电功率限值、额定容量值，通信模块给混合储能管理系统HESS的数据为电池储能系统、超级电容器各自的平抑功率值及充放电时长；

所述通信模块同时接收风电测量中心传来的风电原始实时输出功率；