考虑充放电不平衡的风电功率平滑电池分组控制

张小莲,陈 冲,张仰飞,郝思鹏,孙啊传,武启川

(南京工程学院电力工程学院,江苏南京 211167)

1 引言

风电是常见的一种可再生能源发电形式,可独立并网或接入微电网、综合能源系统等,截止2020年末,我国风电并网装机容量已超282 GW,未来我国风电建设规模以及装机容量将继续扩大,然而风电的间歇性与波动性的特征也给电网稳定性和安全运行方面带来了巨大挑战[1–4].

为平滑风电功率波动,除了控制风电机组的运行状态,还可以采用电池储能系统(battery energy storage system,BESS)对风电功率进行吸收和补偿[5–6].BESS具有充放电速率快,额定容量大以及灵活可控等特点,因此利用BESS平滑风电功率是目前最常用的手段之一[7].采用单一BESS进行风电功率平滑已经比较成熟,但由于风电的不确定性带来频繁的充放电,以致充放电深度较浅,电池的利用效率低下,有损电池使用寿命[6,8].

因此,为了弥补单一BESS的缺陷,一些学者提出采取两组BESS或者电池分组控制,该项研究主要关注电池分组控制的充放电能量不平衡问题以及寿命衰减情况.文献[9]提出了采用双电池储能系统分别进行充放电,当达到特定条件时切换充放电状态的控制方式,并通过功率分配机制改善电池的寿命.文献[10]基于自适应高通滤波算法确定滤波时间常数,通过电池分组控制以缓解风电功率波动.文献[11]提出了两组电池的同步和异步控制策略以平滑其剧烈波动,验证了异步策略相比同步策略有更明显平滑效果.但上……