為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能對(duì)光伏發(fā)電功率的平滑作用，提出一種基于低通濾波與短時(shí)功率預(yù)測(cè)技術(shù)的儲(chǔ)能控制方法，大幅度消除了傳統(tǒng)低通濾波方法造成的延時(shí)，同時(shí)可降低光伏功率預(yù)測(cè)誤差對(duì)控制效果的影響，提高了平滑效果，節(jié)省了儲(chǔ)能安裝容量。仿真結(jié)果顯示該策略能有效降低光伏發(fā)電功率的波動(dòng)性，降低電池過充或過放現(xiàn)象的發(fā)生概率。

 

近年來(lái)，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在工業(yè)園區(qū)、商業(yè)建筑和農(nóng)業(yè)大棚等場(chǎng)所的安裝規(guī)模不斷擴(kuò)大，使其在配電網(wǎng)中的滲透率不斷提高，對(duì)配電網(wǎng)的影響也受到越來(lái)越多的關(guān)注。

 

光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率受氣象變化影響，具有較強(qiáng)的波動(dòng)性，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定及電能質(zhì)量造成了嚴(yán)重影響，主要表現(xiàn)在電壓升高、諧波增大和功率沖擊等方面。為了降低光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響，可以采用儲(chǔ)能裝置與分布式電源相配合的方式，平滑輸出功率，提高系統(tǒng)電能質(zhì)量，保證光伏發(fā)電順利并網(wǎng)。

 

鉛酸蓄電池儲(chǔ)能具有安裝位置靈活、經(jīng)濟(jì)性好及技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，在分布式光伏發(fā)電領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在光伏/儲(chǔ)能混合發(fā)電系統(tǒng)中，受到天氣的隨機(jī)變化、負(fù)荷的快速啟停和儲(chǔ)能電池的使用壽命等因素的制約，需要合理地開發(fā)設(shè)計(jì)儲(chǔ)能電站控制策略，滿足多個(gè)目標(biāo)的需求，儲(chǔ)能電站的控制技術(shù)已成為智能電網(wǎng)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。

 

光伏/儲(chǔ)能系統(tǒng)中，對(duì)儲(chǔ)能電站的一個(gè)重要控制目標(biāo)是通過快速的充放電控制實(shí)現(xiàn)平抑光伏發(fā)電功率的波動(dòng)，減小對(duì)電網(wǎng)的沖擊。目前常見的儲(chǔ)能控制方法有基于低通濾波原理的儲(chǔ)能控制方法、基于短時(shí)功率預(yù)測(cè)技術(shù)的控制方法、小波包分解方法等，這些方法各具有不同的優(yōu)缺點(diǎn): 低通濾波方法原理簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、易實(shí)現(xiàn)，但缺點(diǎn)是會(huì)導(dǎo)致較為嚴(yán)重的延時(shí)問題，浪費(fèi)大量的電能，也不利于電網(wǎng)調(diào)度; 基于短時(shí)功率預(yù)測(cè)的方法具有預(yù)判能力，控制更為及時(shí)，但控制效果直接受功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度的影響較大。

 

本文采用基于低通濾波與短時(shí)功率預(yù)測(cè)技術(shù)相結(jié)合的儲(chǔ)能控制方法，既可以減小甚至消除低通濾波造成的延時(shí)，又降低功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度對(duì)最終控制效果的影響。同時(shí)使用了兩級(jí)低通濾波分組控制策略以及荷電狀態(tài)( SOC) 反饋修正，既提高了控制效果，又有利于延長(zhǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命。

 

 

圖1 包含電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

 

結(jié)論

 

本文鑒于光伏發(fā)電系統(tǒng)功率易受環(huán)境影響，具有較強(qiáng)的頸隨機(jī)性和波動(dòng)性，提出一種蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑光伏功率波動(dòng)的控制策略，具體控制方法如下:

 

1) 對(duì)儲(chǔ)能電池進(jìn)行分組控制，采用兩級(jí)低通濾波原理平滑光伏發(fā)電功率，可避免所有電池頻繁充放電，有利于提高電池使用壽命。

 

2) 具備蓄電池荷電狀態(tài)反饋調(diào)節(jié)功能，可對(duì)低通濾波時(shí)間常數(shù)及充放電功率衰減系數(shù)分別進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，在電池SOC 值過大時(shí)及時(shí)放電，過小時(shí)及時(shí)充電，避免電池出現(xiàn)過充或過放現(xiàn)象。

 

3) 引入短時(shí)光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)，消除了低通濾波造成的延時(shí)問題，同時(shí)可以證明，光伏功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度對(duì)最終的控制效果影響很小。

 

該控制策略可對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的儲(chǔ)能電池充放電控制進(jìn)行理論指導(dǎo)，具有實(shí)際工程意義。

 

原標(biāo)題:光/儲(chǔ)混合系統(tǒng)中的儲(chǔ)能控制技術(shù)研究