基于功率預(yù)測(cè)的分布式光伏發(fā)電輸出功率平滑方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，特別是指一種基于功率預(yù)測(cè)的分布式光伏發(fā)電輸出功率 平滑方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，其對(duì)能源的需求逐步增加，傳統(tǒng)能源日益枯竭，同時(shí)伴隨它 的環(huán)境污染問(wèn)題十分嚴(yán)重，運(yùn)成為人類可持續(xù)發(fā)展所必需要解決的一個(gè)問(wèn)題。為彌補(bǔ)和克 服傳統(tǒng)能源發(fā)電的不足，具有經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、W及靈性性等優(yōu)點(diǎn)的分布式發(fā)電 (Distributed Generation,DG)技術(shù)受到廣泛研究和應(yīng)用。太陽(yáng)能發(fā)電作為清潔能源發(fā)電 方式，具有改善能源結(jié)構(gòu)、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)電領(lǐng)域所占的市場(chǎng)份額也日益增加，并在 并網(wǎng)發(fā)電、無(wú)功補(bǔ)償、諧波抵制、電能質(zhì)量管理等方面發(fā)揮著獨(dú)特和重要的作用。
[0003] 但是，太陽(yáng)能自身存在的間歇性和波動(dòng)性特點(diǎn)，導(dǎo)致太陽(yáng)能發(fā)電存在輸出功率波 動(dòng)大、對(duì)電網(wǎng)造成沖擊甚至不穩(wěn)定的問(wèn)題，限制了光伏發(fā)電技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于功率預(yù)測(cè)的分布式光伏發(fā)電輸出功率 平滑方法和系統(tǒng)，通過(guò)儲(chǔ)能元件抑制功率波動(dòng)的特性，可抑制能源波動(dòng)對(duì)輸出功率的影響， 減小功率波動(dòng)，提高電能質(zhì)量。
[000引基于上述目的本發(fā)明提供的基于功率預(yù)測(cè)的分布式光伏發(fā)電輸出功率平滑方法， 包括步驟：
[0006] 獲取并根據(jù)光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電深度特性，設(shè)置低通濾波器的時(shí)間常數(shù);根 據(jù)所述時(shí)間常數(shù)和光伏發(fā)電輸出功率的預(yù)測(cè)值，計(jì)算低通濾波器的輸出功率；
[0007] 根據(jù)該低通濾波器的輸出功率，計(jì)算未來(lái)時(shí)間長(zhǎng)度儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電容量大?。?br>[0008] 獲取儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電狀態(tài)，并根據(jù)未來(lái)時(shí)間長(zhǎng)度儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電容量大小，計(jì)算該 儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電電量。
[0009] 在一些實(shí)施例中，所述設(shè)置低通濾波器的時(shí)間常數(shù)包括：
[0010] 當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)用一階低通濾波器進(jìn)行模擬時(shí)，則有
[001引其中，T為低通濾波器時(shí)間常數(shù)，P0(t)表示儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際輸出功率，pPV(t)表示光 伏電站發(fā)電輸出功率；
[0013]對(duì)上式進(jìn)行離散化，且平抑控制周期為T，則得到：
[001引然后，得到t = kT時(shí)刻：
[0017] 同時(shí)，對(duì)光伏電站輸出總功率中的高頻分量進(jìn)行濾波平滑，所需的儲(chǔ)能系統(tǒng)充放 電總功率為：
：其中，T為濾波器時(shí)間常數(shù)，T為采樣周 期；姑""為光伏電站實(shí)際輸出；的為k時(shí)刻濾波器輸出；
[0018] 最后，可根據(jù)期望得到的儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑控制效果，確定濾除太陽(yáng)能光伏發(fā)電儲(chǔ)能 系統(tǒng)充放電總功率，便可W通過(guò)上式得到低通濾波器時(shí)間常數(shù)T。
[0019] 在一些實(shí)施例中，根據(jù)：
計(jì)算低通濾波器輸 出功率。
[0020] 在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)該低通濾波器的輸出功率，計(jì)算未來(lái)時(shí)間長(zhǎng)度儲(chǔ)能系 統(tǒng)充放電容量大小包括：
[0021] 儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率為Pstorage(t)=PpV_forecast(t)-PFilter_out(t)，則未來(lái)時(shí)間長(zhǎng)度 T時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電容量大小綜= JT巧麻)化，Qs tor age符號(hào)為正時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)充電， Qstcrage符號(hào)為負(fù)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)放電。
[0022] 在一些實(shí)施例中，所述計(jì)算該儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電電量包括：
[0023] 若荷電狀態(tài)SOC可W滿足未來(lái)時(shí)間長(zhǎng)度T時(shí)的充放電，則儲(chǔ)能系統(tǒng)為狀態(tài)A，儲(chǔ)能系 統(tǒng)充放電電量為QstDrage;
[0024] 若儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC可W部分滿足未來(lái)時(shí)間長(zhǎng)度T時(shí)的充放電，則儲(chǔ)能系統(tǒng)為狀態(tài)B，儲(chǔ) 能系統(tǒng)放電電量為〔3*。啤日*(50(：-50打。~），儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電電量為〔3*。啤日*(50(：郵4-50〇。其 中SOChigh和SOCl?分別為儲(chǔ)能系統(tǒng)安全工作的荷電狀態(tài)上下線，Cstorage是儲(chǔ)能系統(tǒng)容量；
[0025] 若儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC不能進(jìn)行任何的充放電，則儲(chǔ)能系統(tǒng)為狀態(tài)C，充放電電量為0。
[0026] 另外，本發(fā)明還提供了一種基于功率預(yù)測(cè)的分布式光伏發(fā)電輸出功率平滑系統(tǒng)， 包括：
[0027] 低通濾波器輸出功率獲取單元，用于獲取并根據(jù)光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電深度特 性，設(shè)置低通濾波器的時(shí)間常數(shù);根據(jù)所述時(shí)間常數(shù)和光伏發(fā)電輸出功率的預(yù)測(cè)值，計(jì)算低 通濾波器的輸出功率；
[0028] 儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電容量預(yù)測(cè)單元，用于根據(jù)該低通濾波器的輸出功率，計(jì)算未來(lái)時(shí) 間長(zhǎng)度儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電容量大小；
[0029] 儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電電量獲取單元，用于獲取儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電狀態(tài)，并根據(jù)未來(lái)時(shí)間長(zhǎng) 度儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電容量大小，計(jì)算該儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電電量。
[0030] 在一些實(shí)施例中，所述低通濾波器輸出功率獲取單元設(shè)置低通濾波器的時(shí)間常數(shù) 包括：
[0031] 當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)用一階低通濾波器進(jìn)行模擬時(shí)，則有
[0033]其中，T為低通濾波器時(shí)間常數(shù)，P〇(t)表示儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際輸出功率，pPV(t)表示光 伏電站發(fā)電輸出功率；
[0034]對(duì)上式進(jìn)行離散化，且平抑控制周期為T，則得到：
[0036] 然后，得到t = kT時(shí)刻：
[0038] 同時(shí)，對(duì)光伏電站輸出總功率中的高頻分量進(jìn)行濾波平滑，所需的儲(chǔ)能系統(tǒng)充放 電總功率為：
；其中，T為濾波器時(shí)間常數(shù)，T為采樣周 期；切""'為光伏電站實(shí)際輸出；結(jié)為k時(shí)刻濾波器輸出；
[0039] 最后，可根據(jù)期望得到的儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑控制效果，確定濾除太陽(yáng)能光伏發(fā)電儲(chǔ)能 系統(tǒng)充放電總功率，便可W通過(guò)上式得到低通濾波器時(shí)間常數(shù)T。
[0040] 在一些實(shí)施例中，所述低通濾波器輸出功率獲取單元根據(jù)；
計(jì)算低通濾波器輸出功率。
[0041] 在一些實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電容量預(yù)測(cè)單元根據(jù)該低通濾波器的輸出功 率，計(jì)算未來(lái)時(shí)間長(zhǎng)度儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電容量大小包括：
[004引儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率為Pstorage(t)=PpV_f0recast(t)-PFilter_cmt(t)，則未來(lái)時(shí)間長(zhǎng)度 T時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電容量大小Awage掛出，Qstorage符號(hào)為正時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)充電， Qstcrage符號(hào)為負(fù)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)放電。
[0043] 在一些實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電電量獲取單元計(jì)算該儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電電量 包括：
[0044] 若荷電狀態(tài)SOC可W滿足未來(lái)時(shí)間長(zhǎng)度T時(shí)的充放電，則儲(chǔ)能系統(tǒng)為狀態(tài)A，儲(chǔ)能系 統(tǒng)充放電電里為Qstorage ;
[004引若儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC可W部分滿足未來(lái)時(shí)間長(zhǎng)度T時(shí)的充放電，則儲(chǔ)能系統(tǒng)為狀態(tài)B，儲(chǔ) 能系統(tǒng)放電電量為〔3*。啤日*(50(：-50打。^，儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電電量為〔3*。啤日*(50(：郵4-500。其 中SOChigh和SOClDW分別為儲(chǔ)能系統(tǒng)安全工作的荷電狀態(tài)上下線，CstDrage是儲(chǔ)能系統(tǒng)容量；
[0046] 若儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC不能進(jìn)行任何的充放電，則儲(chǔ)能系統(tǒng)為狀態(tài)C，充放電電量為0。
[0047] 從上面所述可W看出，本發(fā)明提供的基于功率預(yù)測(cè)的分布式光伏發(fā)電輸出功率平 滑方法和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了一套簡(jiǎn)便易行，同時(shí)利用儲(chǔ)能元件削峰填谷的特性，并結(jié)合負(fù)載當(dāng)前 功率需求進(jìn)行電能的儲(chǔ)存W及釋放，提高了光伏電站并網(wǎng)發(fā)電的靈活性W及穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0048] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中基于功率預(yù)測(cè)的分布式光伏發(fā)電輸出功率平滑方法的流程 示意圖；
[0049] 圖2為本發(fā)明可參考實(shí)施例中基于功率預(yù)測(cè)的分布式光伏發(fā)電輸出功率平滑方法 的流程示意圖；
[0050] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中基于功率預(yù)測(cè)的分布式光伏發(fā)電輸出功率平滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0052] 根據(jù)光伏并網(wǎng)發(fā)電的使用現(xiàn)狀，根據(jù)對(duì)輸出功率的使用需求，對(duì)于輸出功率波動(dòng) 大、對(duì)電網(wǎng)造成沖擊甚至不穩(wěn)定的問(wèn)題。本發(fā)明能夠根據(jù)現(xiàn)有光伏并網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)和低通 濾波器進(jìn)行處理，并且基于功率預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)光伏電站并網(wǎng)發(fā)電具有穩(wěn)定性。
[0053] 作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，參閱圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例中基于功率預(yù)測(cè)的分布 式光伏發(fā)電輸出功率平滑方法的流程示意圖。所述基于功率預(yù)測(cè)的分布式光伏發(fā)電輸出功 率平滑方法包括：
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