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第 38 卷 第 7 期 电 网 技 术 Vol 38 No 7 2014 年 7 月 Power System Technology Jul 2014 文章编号 1000 3673 2014 07 1812 07 中图分类号 TM 615 文献标志码 A 学科代码 470 4051 考虑电池荷电状态的光伏功率分段平滑控制方法 叶林 陈政 赵永宁 中国农业大学 信息与电气工程学院 北京市 海淀区 100083 A Segmented Smoothing Control Method for Photovoltaic Power Considering Battery s State of Charge YE Lin CHEN Zheng ZHAO Yongning College of Information and Electrical Engineering China Agricultural University Haidian District Beijing 100083 China ABSTRACT In allusion to the fluctuation of photovoltaic PV generation output combining with short term prediction of PV generation a segmented smooth control method which is composed of the charging discharging power control of battery energy storage system BESS based on the feedback of battery s state of charge SOC and the double loop control of grid connected inverters of BESS for grid connection of PV generation with BESS is proposed According to the predicted power and the requirement of the smoothness of grid connected power the objective values of grid connected power in each segment are set On the basis of considering the maximum power constraint of BESS the constraint of SOC and the constraint of the maximum amplitude variation of grid connected power within one minute the real time adjustment of charging discharging power of BESS is carried out to achieve a smoother grid connected power Simulation results show that comparing with daily scheduling the requirement on the capacity of BESS can be decreased by using the segmented scheduling and the time exceeding normal working hours of battery s SOC can also be reduced by the adopted feedback control of SOC thus the over charging over discharging of batteries can be avoided KEY WORDS photovoltaic generation power fluctuation battery model state of charge segmented smoothing control 摘要 针对光伏发电系统出力波动问题 结合光伏功率短期 预测技术 提出电池储能的光伏并网功率分段平滑控制方 法 包括基于电池荷电状态 state of charge SOC 反馈的储 能系统充放电功率控制和储能系统并网变流器的双环控制 根据功率预测值和并网功率平滑度的要求设定各分段并网 功率目标值 在考虑储能系统最大功率约束 SOC 约束和 并网功率 1 min 内最大变化幅值约束基础上 对储能系统的 充放电功率进行实时调节 从而得到较为平滑的并网功率 仿真结果表明 相比于日调度 分段调度降低了对储能系统 基金项目 教育部高等学校博士学科点专项科研基金 博导类 项目 资助 20110008110042 Project Supported by Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education 20110008110042 容量的需求 所采用的 SOC 反馈控制也减少了电池 SOC 超 出正常工作区间的时间 避免了电池的过充和过放 关键词 光伏发电 功率波动 电池模型 荷电状态 分段 平滑控制 DOI 10 13335 j 1000 3673 pst 2014 07 015 0 引言 太阳能凭借其无污染 无温室效应 无噪声 可靠 寿命长等优点成为了理想的可持续能源 1 2 但太阳辐射强度的随机波动性限制了光伏发电的 大规模发展 随着越来越多的兆瓦级光伏电站投入 电网运行 该问题对电力系统的调度管理和运行稳 定带来诸多问题 3 5 因此 有必要采取相应的技术 优化当前的光伏发电系统 平滑其功率波动 从而 提高电力系统的安全性和稳定性 目前 平滑功率波动的方法主要有卸除负荷 限制功率和储能等技术 6 8 近年来 随着储能技术 的快速发展 利用储能系统抑制光伏发电功率波动 的储能控制方法得到众多学者的青睐 根据电力调 度部门对光伏电站并网功率的要求可知 储能系统 的功能定位有以下 2 种 1 以光伏电站输出功率 波动的变化率或变化幅值为评价指标 而不限制电 站输出功率大小 2 以给定光伏电站出力曲线为 目标 通过电站与储能系统配合运行使其满足曲线 要求 文献 8 提出基于低通滤波原理的储能控制方 法 通过储能系统补偿风电功率中的高频分量 得 到较为平滑输出功率 但此方法容易造成电池的过 充或过放 降低了电池的使用寿命 文献 9 在基本 平滑控制方法的基础上 引入电池荷电状态的反馈 控制 减少电池荷电状态超出正常范围的几率 但 此时储能补偿效果有所减弱 文献 10 考虑了电池 使用寿命等约束条件 提出基于实测电池荷电状态 的自适应变化滤波时间常数储能控制方法 使荷电 第 38 卷 第 7 期 电 网 技 术 1813 状态保持在限定范围内 从整体上对光伏输出功率 进行平滑 但在荷电状态超限后电池不能快速恢复 至正常状态 文献 11 结合混合储能元件特性 提 出一种电流滞环控制蓄电池的充放电 超级电容提 供差值功率的能量管理方案 但该方法只针对于独 立光伏微网系统 而且超级电容储能容量通常较 低 成本较高 文献 12 针对风光储互补发电系统 的功率波动提出双层结构控制方法 通过实测功率 和蓄电池状态对蓄电池充放电功率进行修正 给每 个电池储能系统分配功率值 实现多能互补发电平 滑输出 但该方法对每个电池系统配备变流器 控 制较为复杂 文献 13 针对由光伏发电系统和蓄电 池组成的微电网 采用多种群实编码的遗传算法对 动态经济调度模型进行求解 得到成本最低的运行 方案 但没有建立光蓄微电网详细模型 本文针对光伏发电系统和电池储能系统 battery energy storage system BESS 在电池荷电 状态 state of charge SOC 约束 充放电功率约束 和并网功率波动约束下 结合光伏短期功率预测技 术 提出光伏并网功率的分段平滑控制方法 该方 法利用预测法得到各分段平均功率值 根据平滑要 求设定光伏电站目标输出功率 由 SOC 大小实时 调整BESS 充放电功率 通过变流器控制实现BESS 和电网之间进行双向能量传递 实现光伏并网功率 的平滑输出 1 功率平滑系统的结构 针对光伏发电输出功率波动性大和随机性强 的特点 在光伏电站附近配置一定容量的储能系 统 可以提高电网接纳光伏发电的能力 储能系统 的安装可以采用集中和分散 2 种接入方式 10 对于 大规模光伏电站 由于不同光伏组件的输出功率存 在一定的随机互补性 有利于降低光伏电站的总功 率波动 采用集中接入方式较分散接入方式所需的 容量更小 而且便于管理 图 1 为集中式储能的并 网光伏电站系统结构 储能系统由蓄电池组 Boost Buck 斩波电路和双向 DC AC 变流器组成 该储能系统与光伏电站并联在公共母线处 经变压 器后接入电网 由能量守恒定律知 PVBESg 0PPP 1 式中 PPV为光伏电站输出功率 PBES为电池储能 系统输出功率 Pg为光伏电站并网功率 各单元功 率正方向见图 1 若 PBES为正 则表示电池储能系 统处于放电状态 若为负 则表示电池储能系统处 于充电状态 380 V 10 kV 光伏电站 蓄电池 PPV PCC Pg PBES 电网 DC DCDC AC Boost Buck 图 1 光伏功率平滑系统结构 Fig 1 Structure of PV power smoothing system 2 并网功率的目标输出及约束 2 1 并网功率的目标输出 平滑功率波动技术的基本思路是通过调节光伏 电站和储能系统的功率输出来实现预设的控制目 标 该目标的设定方式决定了平滑控制方法和储能 容量的大小 当前采用的主要方法是通过滑动平均 滤波滤除功率的高频分量 从而得到光伏电站的并 网功率目标输出 虽然该方法所需储能容量较小 但由于太阳辐射强度存在的未知性 并网功率仍有 很大的不确定性 从而增加了电力系统调度的难度 由于受到太阳辐射强度的影响 光伏日输出功 率整体呈现单峰状或多峰状 其波动范围较大 最 小时无功率值输出 最大时甚至达到光伏电站的额 定功率值 若采用恒功率作为目标输出 则系统需 要较大容量的储能装置 这给电网经济运行带来很 大挑战 为保证光伏功率的可调度性和电网运行的经 济性 本文从 2 方面对光伏电站的日并网功率目标 进行设定 1 考虑到日调度的目标输出值和各时 刻实际功率输出值的误差偏大 采用分段调度控制 方法 缩短调度时间周期 从整体上减少目标值与 实际值的误差 2 考虑到电网对光伏电站功率波 动的可接受程度 设置光伏功率平滑度系数 控制 光伏并网功率保持在某范围内 14 本文以 1 h 为分 段时间周期 将小时光伏功率预测的平均值作为参 考基准 根据光伏功率的平滑度要求 设定平滑功 率上下限值 得到光伏电站目标输出功率 见图 2 定义平滑度为 smaxsminsmin 100 PPP 2 时间 功率 PPV 时间周期T Pave 图 2 光伏电站目标输出功率 Fig 2 Target output power of PV station 1814 叶林等 考虑电池荷电状态的光伏功率分段平滑控制方法 Vol 38 No 7 式中 Psmax和 Psmin分别为某分段目标功率平滑上下 限值 设 Pave Psmax Psmin 2 为该分段的平均预测功 率 则 smaxave sminave 1 2 1 2 PP PP 3 PSET为光伏电站并网功率的目标输出 满足 smaxPVsmax SETPVsminPVsmax sminPVsmin PPP PPPPP PPP 4 当光伏输出功率大于设定平滑功率上限值时 对电池充电 以平滑功率上限值输出 当光伏输出 功率小于设定平滑功率下限值时 对电池放电 以 平滑功率下限值输出 否则电池退出运行 以实际 功率值输出 光伏功率平滑度系数的选取与光伏接入电网 的调峰能力和储能系统容量有关 平滑度系数越 小 光伏并入电网的功率波动范围就越小 电网调 峰能力也越小 但所需的储能系统容量越大 反之 亦然 本文设定平滑度系数为 10 进行仿真验证 2 2 并网功率约束 在光伏电站并网过程中 光伏电站的并网功率 变化应当满足电力系统安全稳定运行的要求 因此 需要对并网功率进行约束 考虑到蓄电池的工作条 件及状态 选择 BESS 最大充放电功率 电池荷电 状态和并网功率 1 min 内最大变化幅值为约束目 标 具体为 BES ratedBESBES rated SOC gg1 PV rated 0 1 max 1 min 1 PPtP St P ttP ttP 5 式中 PBES rated为电池储能系统的额定充放电功率 SSOC t 为电池工作的荷电状态大小 Pg t 1 t 为 1 min 内并网功率值集合 PPV rated为光伏电站额定功 率 1为爬坡约束系数 参考中华人民共和国国家 标准 风电场接入电力系统技术规定 对风电场输 出功率变化率的规定 本文选取在 1 min 内功率最大 变化幅值不超过总装机容量的 2 即 1 2 3 电池储能系统建模及控制 3 1 蓄电池仿真模型 电池储能系统主要由蓄电池组 变流器和控制 系统组成 由于响应时间短 单位体积小 系统设 计灵活性大 适用范围广等特点 是目前比较经济 和容易实现的储能技术 在可再生能源领域获得广 泛的应用 15 根据研究的对象和机理不同 蓄电池模型主要 分为电化学模型 热模型和电性能模型 电化学模 型基于电化学理论并采用数学方法描述电池内部 的反应过程 应用于电池生产 制造等领域 热模 型的基本理论基础是电池的电能 化学能 热能相 互转化和能量守恒的原理 主要研究电池的生热 传热过程 电性能模型描述电池工作时的外特性 即电池在使用过程中充放电电压 电流 剩余容量 等的变化 是电池应用领域所广泛使用的模型 文 献 16 将电池模型等效为受控电压源和内阻的串 联 只需根据电池的放电曲线就可确定模型的参 数 可适用于多种电池 但该模型中容量计算采用 简单的安时积分 精确度不高 在此基础上 本文 综合考虑充放电电流 温度 自放电等因素对蓄电 池荷电状态的影响 建立了适用于电力系统控制的 蓄电池通用仿真模型 电池模型原理如图 3 所示 模型中 R 为蓄电池 内阻 Ub为蓄电池端电压 Ib为蓄电池充放电电流 以放电电流方向为正 Eb为可控电压源电压 Eb 和 Ub的表达式为 SOC 1 b0SOC e BQS EEKSA 6 bbb UERI 7 式中 E0为电池电压常数值 V K 为极化电压 V A 为指数区间电压降落值 V B 为指数系数 Q 为电池额定容量 A h 相关参数计算在文献 16 中有详细介绍 在此不再赘述 受控 电压源 R SSOC Ib Eb Ub SOC 1 b0 SOC 1 e BQS EEKA S 图 3 电池模型原理图 Fig 3 Diagram of battery model 电池荷电状态用来反映电池的剩余容量 其数 值上定义为电池剩余电量占电池容量的比值 目前 对 SOC 的估算方法主要有安时积分法 开路电压 法 测量内阻法 模糊推理和神经网络法 卡尔曼 滤波法等 本文采用修正系数的安时积分法对 SOC 进行估计 00 SOCSOC 012 bdis d d tt tt SSK K It Qkt 8 式中 SSOC 0为电池的初始荷电状态 kdis为自放电 系数 K1为库伦效率系数 K2为温度系数 1 1B nKII 9 2TB 1 1 KkTT 10 第 38 卷 第 7 期 电 网 技 术 1815 式中 I 为电池充放电电流的绝对值 A IB为标准 充放电电流值 A n 为库伦效率相关系数 kT为 温度系数 T 为蓄电池温度 TB为标准温度 25 以 IFP8081230 10Ah 锂电池电芯为例 根据电 池的放电曲线求出模型的相关参数后 搭建上述仿 真模型 不同电流放电时的电压曲线见图 4 其中 C 代表容量的安时数 0 2 8 1 2 3 4 5 3 0 3 2 3 4 3 6 3 8 时间 h 电池电压 V 0 2C 1C 0 5C 图 4 不同电流放电仿真结果 Fig 4 Simulation results of different current discharge 3 2 基于 SOC 反馈的 BESS 充放电功率控制 储能控制的关键问题在于电池的使用和管理 技术 也就是对电池的运行状态进行动态监控 精 确测量电池的剩余电量 同时对电池进行充放电保 护 并使电池工作在最佳状态 达到延长其使用寿 命 降低成本的目的 进一步提高电池的可靠性 因此需要在 SOC 偏高或偏低时采取相应措施 使 得电池长期工作在正常区间范围内 17 图 5 为基于 SOC 反馈调节的平滑控制框图 光伏电站的输出功率PPV和目标输出功率值PSET的 差值作为 BESS 目标输出功率 根据实测的 SOC 值 和电池工作状态调整功率增益系数 KSOC 经功率限 幅器后得到并网功率参考值 Pg ref 由此求得 1 min 内功率最大变化值 通过比率限制器调节后得到 BESS 输出功率参考值 PBES ref 应用于蓄电池侧变 流器的控制系统 图 6 将 SOC 分为 5 个区间 分别为过放区间 较低区间 正常区间 较高区间和过充区间 其中 KSOC SSOC计算 限幅器 PPV PBES ref 比率限制器 PSETPg ref 限幅器 图 5 基于 SOC 调节的控制框图 Fig 5 Control method based on SOC adjustment 100 SSOC minSSOC max0SSOC lowSSOC high 正常较高过充较低过放 图 6 SOC 限值分类 Fig 6 Limit classification of SOC SSOC high和 SSOC low分别为电池正常工作时的 SOC 上 下限 SSOC max为过充区间和较高区间的临界值 SSOC min为过放区间和较低区间的临界值 当 SOC 处 于正常区间 SSOC low SSOC high 时 电池工作于最佳充 放电模式 当 SOC 处于较高区间 SSOC high SSOC max 时 电池工作于放电优先 限制充电模式 适当减 少充电功率避免 SOC 快速上升 当 SOC 处于过充 区间 SSOC max 100 时 电池工作于只放电不充电模 式 当 SOC 处于较低区间 SSOC min SSOC low 时 电 池工作于充电优先 限制放电模式 适当减少放电 功率避免 SOC 快速下降 当 SOC 处于过放区间 0 SSOC min 时 电池工作于只充电不放电模式 图 7 为充放电状态下功率增益系数 KSOC变化 曲线 在过渡区间内 为了有更好的平滑效果 采 用 Sigmoid 函数对其控制 对 SOC 值进行修正 0 S SOC minSSOC low SSOC highSSOC max100 1 0 KSOC 充电放电 SSOC 图 7 充放电状态下 KSOC变化曲线 Fig 7 Curve of KSOC under charge and discharge states 充电状态下 ch SOC maxSOC SOC highSOCSOC max SOC 10 0 5 SOCSOC high 0 100 1 1 e 1 0 x SS KSSS SS 11 SOCSOC maxSOC highSOC max ch xSSSS 12 放电状态下 dh SOCSOC min SOCSOC minSOCSOC low 10 0 5 SOC lowSOC 0 0 1 1 1 100 x SS KSSS e SS 13 SOCSOC minSOC lowSOC min dh xSSSS 14 根据SOC大小和电池工作状态直接调整KSOC 从而间接分配充放电功率 有效减少了电池超出 SOC 正常工作区间的时间 避免了电池的过充和过 放 同时也保证了平滑效果 3 3 BESS 变流器控制 本文采用的储能变流器为两级结构 蓄电池侧 DC DC 直流变换器将电池电压升压至直流母线电 压 电网侧 DC AC 变流器将直流母线电压逆变为 三相交流电网电压 蓄电池侧控制系统采用功率外环 电流内环的 1816 叶林等 考虑电池荷电状态的光伏功率分段平滑控制方法 Vol 38 No 7 双闭环控制结构 如图 8 所示 其中 KP KI为 PI 控制器的比例系数和积分系数 功率外环将电池 输出功率参考值 PBES ref和实际功率值 PBES比较 经 PI 调节器和限幅后得到电池工作电流参考值 Ibref 电流内环作用是使电池实际的工作电流 Ib跟 踪外环给定的电流参考值 Ibref 最后将得到的控制 信号 Ib ref和载波信号比较得到 PWM 开关的驱动信 号 实现功率的双向传递 Ibref KP s KI PBES ref PBES Ib Ib ref KP s KI 比较器 载波 图 8 蓄电侧变流器控制原理 Fig 8 Control principle of BESS side converter 网侧逆变器采用网侧电压定向的电流控制策 略 18 由电压外环 电流内环的双闭环结构组成 如图 9 所示 电压外环控制目的是保持直流电压的 稳定 电流内环对交流侧输入进行控制 并实现功 率因数可控运行 usa usb usc isa isb isc分别为 逆变器网侧电压 电流测量值 经过坐标变换得到 网侧电压电流的 d q 轴分量为 usd usq isd isq 其中 经过反正切运算得到网侧电压矢量的相位角 s 通过对网侧电压进行锁相 d 轴与网侧电压矢 量方向相同 则 usq 0 usd usq isdref isqref KP s KI KP s KI isd isq dqabc arctan usq usd ucdref ucqref udc udc ref KP s KI Qg Qg ref KP s KI abc dq isa isb isc usa usb usc isq isd SPWM abc dq0 s s g s L g s L 图 9 网侧变流器控制原理 Fig 9 Control principle of grid side converter 在 dq 坐标系下 逆变器交流侧的数学模型 19 可以表示为 sdsdcdsgssd s sqsqcqgsssq d d iuuRLi L iuuLRit 15 式中 Rs和 Ls为变换器交流侧电抗的电阻和电感 ucd和 ucq分别为变换器输出电压的 d q 轴分量 g 为系统角频率 网侧有功无功功率可表示为 gsd sdsq sqsd sd gsd sqsq sdsd sq Pu iu iu i Qu iu iu i 16 设定无功功率参考值 Qg ref为零 实现单位功率 因数控制 电压外环通过对比直流母线参考电压值 udc ref和实测电压 udc 经 PI 调节器和限幅后得到 d 轴电流参考值 isdref 比较实测网侧瞬时无功功率 Qg 和参考无功功率 Qg ref 计算得到 q 轴电流参考值 isqref 电流内环采用有功无功电流前馈解耦控制 将外环得到 d q 轴电流参考值和实际 d q 轴电流 分量进行比较 经 PI 调节器后与各自的解耦补偿项 和电网电压扰动前馈补偿项运算 得到换流器网侧 电压参考值 ucdref ucqref 经 dq 反变换和 SPWM 即 可得到电网侧变流器的驱动控制信号 4 仿真与验证 本文在EMTP ATP平台上搭建如图1所示的仿 真模型 该模型的光伏电站数据来自于我国西南某 光伏发电系统 总装机容量为 15 MW 由于光伏电 站晚间输出功率为零 本文选择 06 00 18 00 的光 伏输出功率波动为研究对象 功率预测值根据文献 20 所提供方法求得 结果满足国家电网对光伏功 率预测精度的要求 蓄电池组由型号为 CF12V80Ah 的锂电池 50 串 65 并组合而成 容量为 3 12 MW h 最大充放电功率为 3 MW 电池额定端电压为 600 V 直流母线额定电压为 810 V 在本文研究中 SOC 限值及初始值见表 1 所示 表 1 SOC 限值参数表 Tab 1 Parameter of SOC limit 参数名称 参数取值 SSOC min 0 1 SSOC low 0 3 SSOC high 0 7 SSOC max 0 9 SSOC 0 0 5 图 10 为光伏电站实际输出功率和目标输出功 率 目标输出又分为 1 h 调度目标输出和 1 d 调度 目标输出 图 11 给出了 2 种调度方式的功率平滑效 果和电池 SOC 曲线 1 d 调度的目标输出功率和实 际输出功率的差额普遍偏大 最大值达 6 952 4 kW 而 1 h 调度的最大差额只有 2 927 1 kW 在电池容 量为 3 12 MW h 时 采用 1 d 调度的光伏并网功率 波动仍较为明显 而且电池长期处于超出正常工作 区间的状态 严重影响电池的寿命和性能 若想达 到更好的平滑效果 则需增加电池容量 不利于电 网的经济运行 对 1 d 采取分段调度来平滑光伏并 网功率 不仅能在降低电池容量的同时保证电池长 期工作在最佳状态 而且还具有较好的平滑效果 以 1 h 调度为例 分别对基于 SOC 反馈控制和 基本控制的平滑方法进行仿真 结果如图 12 所示 通过对比可知 2 种方法都具有较好的平滑效果 电池充放电功率控制在电池额定功率范围内 但当 SOC 值超过正常工作区间 0 3 0 7 时 SOC 反馈控 制开始发挥作用 根据 SOC 值直接调整功率增益 第 38 卷 第 7 期 电 网 技 术 1817 06 00 0 时刻 功率 MW 1 h 目标输出区域 08 00 10 00 12 00 14 00 16 00 18 00 3 6 9 12 15 1 d 目标输出区域 实际输出功率 图 10 不同调度尺度的目标输出功率 Fig 10 Target output power of different dispatch scales 06 00 0 时刻 平滑后并网 功率 MW 08 00 10 00 12 00 14 00 16 00 18 00 6 12 0 0 0 4 0 8 SOC 3 9 15 1 h调度 1 d调度 1 d调度 1 h调度 图 11 不同调度尺度的仿真结果 Fig 11 Simulation results under different dispatch scales 图 12 不同控制方法下仿真结果 Fig 12 Simulation results with different methods 系数 以减少电池的充放电功率 避免 SOC 快速 下降或上升 同时方便 SOC 快速返回至正常工作 区间内 大大提高了电池的工作性能 图 13 为 SOC 反馈控制的电池电流电压特性和 直流母线电压曲线 可以看出 电池可以长期工作 在最佳状态 其电压变化范围保持在额定电压的 5 以内 直流母线电压能够很好的跟踪电池电压 具有良好的稳定性 图 14 为 SOC 反馈控制的并网功率 1 min 最大 变化幅值结果 原始光伏功率 1 min 内最大波动幅 值为 476 04 kW 平均幅值为 80 13 kW 经过平 滑处理后 1 min 内最大波动幅值大幅下降 为 300 kW 平均幅值降至 47 19 kW 由结果可知 经 过处理后的并网功率满足约束要求 电流 kA端电压 pu直流母线电压 V 图 13 电池的电流 电压和直流母线电压曲线 Fig 13 Current voltage of battery and DC bus voltage curves 原始光伏 功率波动 kW 平滑后光伏 功率波动 kW 图 14 1 min 内功率波动幅值 Fig 14 Power fluctuation value within 1min scale 用平滑处理后的并网功率 Pg和目标输出功率 PSET的差值 dP 作为衡量平滑效果的重要指标 21 其概率分布直方图如图 15 所示 dP 值在 250 kW 内的概率达到 88 说明在电池容量为 3 2 MW 时 通过电池的充放电控制 能够很好地实现预先设定 的目标输出功率 为电力系统调度提供依据 概率 图 15 功率概率分布直方图 Fig 15 Probability distribution histogram of power 5 结论 光伏发电功率由于受到太阳辐射强度等随机 性因素的影响 限制了光伏发电的大规模应用 本 文针对功率波动性问题 结合电池储能系统提出光 伏并网功率的分段平滑控制方法 包括基于 SOC 反馈的 BESS 充放电功率控制和变流器的双环控 制 本文综合考虑充放电电流 温度 自放电等因 素对 SOC 的影响 建立了适用于电力系统控制的 蓄电池通用仿真模型 为提高电池工作的可靠性 提出了基于 SOC 的反馈实时调节充放电功率的方 1818 叶林等 考虑电池荷电状态的光伏功率分段平滑控制方法 Vol 38 No 7 法 仿真结果表明 分段调度并网功率 1 min 内最 大变化幅值不超过总装机容量的 2 满足电网的 并网要求 同时相对于日调度降低了储能系统容 量 并且采用 SOC 反馈控制减少了电池超出 SOC 正常工作区间的时间 避免了电池的过充和过放 可提高电池的使用寿命 综上所述 本文所提出的 考虑 SOC 的光伏并网功率分段控制方法具有较好 的平滑效果 为电力系统分段调度提供理论依据 参考文献 1 艾欣 韩晓男 孙英云 大型光伏电站并网特性及其低碳运行与 控制技术 J 电网技术 2013 37 1 15 23 Ai Xin Han Xiaonan Sun Yingyun Grid connection characteristics of large scale photovoltaic power station and its low carbon operation and control technology J Power System Technology 2013 37 1 15 23 in Chinese 2 任航 叶林 模拟分析环境因素对小型太阳能发电系统运行特性 的影响 J 电工技术学报 2010 25 10 158 165 Ren Hang Ye Lin Operation characteristics of PV system under the influence of environmental factors J Transactions of China Electrotechnical Society 2010 25 10 158 165 in Chinese 3 邱培春 葛宝明 毕大强 基于蓄电池储能的光伏并网发电功率 平抑控制研究 J 电力系统保护与控制 2011 39 3 29 33 Qiu Peichun Ge Baoming Bi Daqiang Battery energy storage based stabilizing control for grid connected photovoltaic power generation system J Power System Protection and Control 2011 39 3 29 33 in Chinese 4 孔令国 蔡国伟 杨德友 等 光 储联合并网发电系统建模与协 调控制 J 电网技术 2013 37 2 312 318 Kong Lingguo Cai Guowei Yang Deyou et al Modeling and coordinated control of grid connected PV generation system with energy storage devices J Power System Technology 2013 37 2 312 318 in Chinese 5 Paatero J V Lund P D Effects of large scale photovoltaic power integration on electricity distribution networks J Renewable Energy 2007 32 10 216 234 6 Omran Walid A Kazerani M Salama M M A Investigation of methods for reduction of power fluctuations generated from large grid connected photovoltaic systems J IEEE Transactions on Energy Conversion 2011 26 1 318 327 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