基于儲(chǔ)能與槳距角協(xié)調(diào)控制的風(fēng)電功率波動(dòng)平抑方法

范立新 ，郭 浩 ，顧 文 ，蔣 平

（1.江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211102；2.國(guó)網(wǎng)無(wú)錫供電公司，江蘇 無(wú)錫 214000；3.東南大學(xué) 電氣工程學(xué)院，江蘇 南京 210096）

0 引言

近年來，我國(guó)大力發(fā)展清潔的可再生能源，風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量在電力系統(tǒng)中的比例不斷上升。受氣象條件、地理環(huán)境等一系列因素的影響，風(fēng)電輸出功率具有較強(qiáng)的波動(dòng)性和間歇性，不利于風(fēng)力發(fā)電大規(guī)模發(fā)展應(yīng)用［1-3］。在風(fēng)電出口處配置一定容量和功率的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以有效地平滑風(fēng)電功率波動(dòng)，保持電壓、頻率穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、高效地運(yùn)行［4-6］。

為獲得較好的功率平抑效果，需要制定合理的平抑目標(biāo)和儲(chǔ)能控制策略，同時(shí)也要兼顧儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運(yùn)行。文獻(xiàn)［7-8］提出了利用一階低通濾波器濾除風(fēng)電隨機(jī)功率中的高頻波動(dòng)分量，從而得到較為平滑的輸出功率。文獻(xiàn)［9］通過取仿真時(shí)間段內(nèi)的風(fēng)速信號(hào)的平均值為風(fēng)速預(yù)測(cè)值，以此確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的有功功率參考值。文獻(xiàn)［10］提出了一種基于離散小波變換的多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置算法，利用2級(jí)實(shí)時(shí)小波濾波平滑系統(tǒng)輸出，在此基礎(chǔ)上又提出了主動(dòng)式能量反饋的控制策略，使儲(chǔ)能的荷電狀態(tài)SOC（State Of Charge）始終保持在安全范圍內(nèi)。文獻(xiàn)［11］提出一種利用混合儲(chǔ)能平抑風(fēng)電功率波動(dòng)的控制方法，依據(jù)實(shí)時(shí)風(fēng)電功率及儲(chǔ)能荷電狀態(tài)，從預(yù)置的專家信息庫(kù)中檢索控制算法，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電功率在多種波動(dòng)情況下的控制。文獻(xiàn)［12-14］提出基于模糊控制的風(fēng)電或風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電功率的平滑控制策略，采用智能算法自適應(yīng)調(diào)節(jié)平滑功率，優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑功率波動(dòng)的控制策略。文獻(xiàn)［15］提出一種基于實(shí)證數(shù)據(jù)和模糊控制的多時(shí)間尺度風(fēng)儲(chǔ)耦合實(shí)時(shí)滾動(dòng)平抑波動(dòng)方法，采用實(shí)時(shí)5點(diǎn)滾動(dòng)法制定平抑目標(biāo)，并利用儲(chǔ)能分時(shí)跟蹤平抑目標(biāo)。

上述風(fēng)電功率平抑方法均采用儲(chǔ)能系統(tǒng)作為功率平抑手段，但在工程應(yīng)用中，因?yàn)閮?chǔ)能系統(tǒng)造價(jià)昂貴，容量有限的儲(chǔ)能設(shè)備難免會(huì)出現(xiàn)滿充或過放的情況?？紤]到風(fēng)機(jī)槳距角具有功率調(diào)節(jié)功能，本文首次將槳距角的功率調(diào)節(jié)引入風(fēng)電功率平抑中，使其與儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)同工作，獲得平滑的風(fēng)電輸出功率。

本文以基于混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的雙饋風(fēng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，其中混合儲(chǔ)能系統(tǒng)由超級(jí)電容器和蓄電池組構(gòu)成。通過對(duì)風(fēng)機(jī)輸出功率進(jìn)行滑動(dòng)平均值計(jì)算，獲得平抑目標(biāo)。利用模糊控制器進(jìn)行可變?yōu)V波及蓄電池參考功率的直接調(diào)整，優(yōu)化補(bǔ)償功率分配。實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC，當(dāng)儲(chǔ)能處于滿充狀態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)槳距角使輸出功率維持在期望值水平。所提協(xié)調(diào)控制策略能夠在保證風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)安全運(yùn)行的條件下，獲得較好的風(fēng)電功率平抑效果，在Simulink中搭建的仿真模型驗(yàn)證了所述方法的有效性。

1 風(fēng)電期望功率計(jì)算

為獲得較好的功率平抑效果，使風(fēng)電輸出功率達(dá)到良好的期望值，首先需要制定合理的功率平抑目標(biāo)。本文采用滑動(dòng)平均值算法對(duì)風(fēng)機(jī)輸出的原始功率進(jìn)行處理，再經(jīng)過功率變化率限制環(huán)節(jié)，可獲得平滑度較好的風(fēng)電期望功率。

設(shè)系統(tǒng)采樣間隔為Δt，初始時(shí)刻定為t1，當(dāng)前時(shí)刻為 ti=（i-1）Δt，采集風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率 Pw（ti），則風(fēng)電輸出平滑功率值為：

其中，Ph（ti）為ti時(shí)刻計(jì)算得到的風(fēng)電輸出功率期望值；N為滑動(dòng)平均值算法所取步長(zhǎng)。

風(fēng)速的隨機(jī)變化性較大，僅對(duì)Pw（ti）進(jìn)行滑動(dòng)平均值處理得到的平滑功率可能還存在較大波動(dòng)，因而可以對(duì)平滑功率作變化率限制處理，從而得到最終的風(fēng)電期望功率Pdesire，即令：

其中，Ph（ti+1）、Ph（ti）為相鄰時(shí)刻的平滑功率值；m 為變化率幅值。令：

其中，n為所取滑動(dòng)平均值時(shí)間尺度。由式（1）可知，任一時(shí)刻的平滑功率值Ph（ti）是對(duì)原輸出功率曲線取n時(shí)間段內(nèi)的滑動(dòng)平均值，得到的期望功率不僅平滑度較好，且與原輸出功率曲線有很好的等值性。

2 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法

2.1 基于可變?yōu)V波算法的協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)

無(wú)SOC反饋控制的儲(chǔ)能控制策略無(wú)法有效控制與調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電，這不利于長(zhǎng)期合理使用儲(chǔ)能系統(tǒng)，也容易引發(fā)儲(chǔ)能裝置使用過程中的安全問題［16］。蓄電池SOC反饋控制就是根據(jù)蓄電池SOC及補(bǔ)償功率參考值調(diào)整低通濾波器的時(shí)間常數(shù)，但低通濾波器有延遲效應(yīng)，在調(diào)節(jié)濾波器時(shí)間常數(shù)后并不能立即反映到蓄電池補(bǔ)償功率的改變，因此本文提出第2層蓄電池保護(hù)機(jī)制，即在可變?yōu)V波算法的外層增加蓄電池功率直接調(diào)整部分。當(dāng)蓄電池SOC達(dá)到警戒線，雖然此時(shí)已經(jīng)進(jìn)行濾波器時(shí)間常數(shù)的調(diào)整，但因慣性作用，仍然有可能使蓄電池SOC超出警戒值，此時(shí)可以利用第2層保護(hù)機(jī)制直接修改補(bǔ)償功率值，補(bǔ)償功率參考值為：

其中，α為蓄電池功率調(diào)整系數(shù)；Pbessini為未調(diào)整的蓄電池參考功率；Pbessref、Pessref分別為蓄電池和超級(jí)電容器的補(bǔ)償功率參考值；Pbu為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體補(bǔ)償功率；Pw為風(fēng)機(jī)輸出功率。

本文使用模糊控制器實(shí)現(xiàn)可變?yōu)V波算法和蓄電池補(bǔ)償功率的調(diào)整，具體控制框圖如圖1所示，其中使用Mamdani型模糊控制器A改變?yōu)V波器時(shí)間常數(shù)T，實(shí)現(xiàn)可變?yōu)V波；利用Takagi-Sugeno型模糊控制器B調(diào)整蓄電池補(bǔ)償功率參考值。

圖1 可變?yōu)V波控制框圖Fig.1 Block diagram of variable filter control

2.2 模糊控制器設(shè)計(jì)

模糊控制器A控制目標(biāo)為，當(dāng)蓄電池的SOC偏離正常工作范圍時(shí)，根據(jù)此時(shí)所需補(bǔ)償功率Pbessini及此時(shí)SOC值對(duì)低通濾波器時(shí)間常數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而改變下一時(shí)刻的補(bǔ)償功率值，進(jìn)一步改變蓄電池SOC。根據(jù)控制目標(biāo)設(shè)計(jì)了模糊控制A輸入、輸出的模糊隸屬函數(shù)［17-18］，如圖 2 所示。

圖2 模糊控制器A隸屬函數(shù)Fig.2 Membership functions of fuzzy controller A

具體的控制規(guī)則如表1所示。

表1 模糊控制器A規(guī)則表Table1 Rules of fuzzy controller A

模糊控制器B控制目標(biāo)為，當(dāng)蓄電池SOC達(dá)到警戒工作區(qū)域時(shí)，在改變?yōu)V波器時(shí)間常數(shù)的同時(shí)進(jìn)行蓄電池補(bǔ)償功率直接調(diào)整。模糊控制器B輸入隸屬函數(shù)如圖3所示，其中Pbessini的輸入隸屬函數(shù)與模糊控制器A相同，SOC的隸屬函數(shù)則不同，僅當(dāng)SOC將要達(dá)到或已經(jīng)達(dá)到非正常工作區(qū)域時(shí)，才需要啟動(dòng)模糊控制器B，所以設(shè)計(jì)的SOC隸屬函數(shù)需要對(duì)臨界工作區(qū)域十分敏感。

圖3 輸入隸屬函數(shù)Fig.3 Input membership function

表2為輸出隸屬函數(shù)，表3為模糊控制器B的控制規(guī)則表。

表2 模糊控制器B輸出隸屬函數(shù)Table 2 Output membership function of fuzzy controller B

表3 模糊控制器B規(guī)則表Table3 Rules of fuzzy controller B

3 儲(chǔ)能與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)控制策略

3.1 協(xié)調(diào)控制機(jī)理分析

通常選用的儲(chǔ)能系統(tǒng)總體儲(chǔ)能容量或者功率補(bǔ)償能力是有限的，而且在經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的前提下，難免會(huì)出現(xiàn)儲(chǔ)能容量總體不足的情況。因此，提出一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與儲(chǔ)能裝置協(xié)調(diào)控制的策略，主要考慮在某些極端情況下，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)電功率平抑時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)容量不足而將要出現(xiàn)滿充現(xiàn)象，此時(shí)可以啟動(dòng)風(fēng)機(jī)槳距角控制，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)接收的風(fēng)能，優(yōu)先滿足風(fēng)電輸出功率平滑穩(wěn)定的要求。該控制策略更適用于分布式發(fā)電或規(guī)模較小的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，平滑穩(wěn)定的功率輸出是其主要要求。

在儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑風(fēng)電功率波動(dòng)時(shí)，蓄電池作為低頻功率補(bǔ)償部分，充放電頻率較低，超級(jí)電容器補(bǔ)償高頻功率，正常工作時(shí)處于頻繁充放電的狀態(tài)，所以超級(jí)電容器不易發(fā)生過充或者過放的情況。而只有在儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)控制發(fā)揮作用，為了保護(hù)蓄電池將更多的補(bǔ)償功率分配給超級(jí)電容器時(shí)，才會(huì)使其發(fā)生過充或過放的情況。工程實(shí)際應(yīng)用時(shí)超級(jí)電容器應(yīng)滿足下列約束條件：

其中，iC.pk為超級(jí)電容器峰值電流；C為超級(jí)電容器的電容值；RC為超級(jí)電容器的等效電阻值；Pess.max為超級(jí)電容器最大充放電功率；Uess為超級(jí)電容器工作電壓；Umax、Umin分別為超級(jí)電容器工作電壓的上限和下限；為超級(jí)電容器電壓最大變化率。在忽略內(nèi)部電阻影響時(shí)，超級(jí)電容器的電能容量近似表示為：

Uess可以近似反映出超級(jí)電容器的能量剩余情況，因此可以將Uess作為整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)工作狀態(tài)的判斷依據(jù)，而當(dāng)檢測(cè)到Uess處于異常情況時(shí)，則需要根據(jù)具體情況進(jìn)行風(fēng)電系統(tǒng)與儲(chǔ)能的協(xié)調(diào)控制。具體判據(jù)規(guī)則如下：

a.若 Uess≥Umax且 Pbu＞0（儲(chǔ)能充電），則儲(chǔ)能系統(tǒng)已處于過充狀態(tài)，亦表明此時(shí)風(fēng)機(jī)原動(dòng)機(jī)功率過大，仍需向儲(chǔ)能系統(tǒng)存儲(chǔ)能量，為了保證儲(chǔ)能系統(tǒng)安全，需要風(fēng)儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制器發(fā)出切除儲(chǔ)能系統(tǒng)信號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)槳距角調(diào)控系統(tǒng)，主動(dòng)棄風(fēng)降低風(fēng)電功率；

b.若 Uess≤Umin且 Pbu＜0（儲(chǔ)能放電），則儲(chǔ)能系統(tǒng)已處于過放狀態(tài)，需要風(fēng)儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制器發(fā)出切除儲(chǔ)能系統(tǒng)信號(hào)，同時(shí)保持風(fēng)機(jī)槳距角β=0°，以最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）狀態(tài)運(yùn)行；

c.其他情況則進(jìn)入儲(chǔ)能平抑功率波動(dòng)工況。

3.2 槳距角控制

協(xié)調(diào)控制中風(fēng)機(jī)槳距角調(diào)控系統(tǒng)框圖如圖4所示，在PI調(diào)節(jié)器、限幅環(huán)節(jié)、β變化率限制環(huán)節(jié)的作用下，使風(fēng)機(jī)功率Pw跟隨參考功率Pdesire變化。

圖4 槳距角的控制框圖Fig.4 Block diagram of pitch angle control

在需要啟動(dòng)槳距角調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)，說明此時(shí)要調(diào)小β值，風(fēng)能利用系數(shù)Cp不再需要處于最大值Cpmax的狀態(tài)，從而讓風(fēng)機(jī)功率Pw跟隨由滑動(dòng)平均值計(jì)算得出的風(fēng)電輸出期望功率Pdesire變化。但當(dāng)需要儲(chǔ)能釋放能量時(shí)，要退出槳距角調(diào)控，使β恢復(fù)為0，重新讓風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作于MPPT水平。為了判斷何時(shí)恢復(fù)，引入虛擬功率Pvirtual：

其中，Pvirtual即為假設(shè)β=0時(shí)所計(jì)算得出的虛擬最大功率；ρ為空氣密度；A為掃風(fēng)面積；R為風(fēng)機(jī)葉片半徑；λopt為最佳葉尖速比；Cpmax為最大風(fēng)能利用系數(shù)；ωm為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械速度；Nc為齒輪箱變速比。令：

據(jù)此可以判斷何時(shí)重新進(jìn)入儲(chǔ)能平抑工作狀態(tài)，也即恢復(fù)β=0時(shí)的風(fēng)電最大功率輸出狀態(tài)。具體判據(jù)如下：

a.若 Uess≥Umax且 ΔP＜0，則退出槳距角調(diào)控，逐漸恢復(fù)β=0時(shí)MPPT工況，同時(shí)發(fā)出啟動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)控制信號(hào)，進(jìn)入儲(chǔ)能平抑功率波動(dòng)工況；

b.若 Uess≤Umin且 ΔP＞0，則發(fā)出啟動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)控制信號(hào)，進(jìn)入儲(chǔ)能平抑功率波動(dòng)工況；

c.其他情況維持槳距角調(diào)控工況不變。

目前風(fēng)電機(jī)組的變槳方式可分為液壓變槳和電動(dòng)變槳2種。液壓變槳距系統(tǒng)是以液體壓力驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電動(dòng)變槳系統(tǒng)是以伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪實(shí)現(xiàn)變距調(diào)節(jié)功能。槳距角調(diào)控的響應(yīng)時(shí)間及調(diào)節(jié)速度對(duì)風(fēng)電功率輸出的影響較大，繼而影響整體功率平抑效果，槳距角的變化速度一般不超過15°／s，仿真中對(duì)槳距角的調(diào)節(jié)也根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行相應(yīng)的模擬。

根據(jù)上文所述總結(jié)控制目標(biāo)函數(shù)及各約束條件為：

其中，Poutput為風(fēng)機(jī)最終輸出功率。

風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)整體的控制流程圖見圖5。

圖5 風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)整體控制流程圖Fig.5 Flowchart of wind-storage system control

4 仿真分析

4.1 仿真參數(shù)

本文在MATLAB／Simulink中搭建了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型及混合儲(chǔ)能系統(tǒng)模型，利用單機(jī)模擬風(fēng)電場(chǎng)情況，采用基本風(fēng)、陣風(fēng)、漸變風(fēng)和隨機(jī)風(fēng)疊加的風(fēng)速模型。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用GE額定功率為1.5 MW 的 DFIG，設(shè)定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J=200 kg·m2，從而可以觀察到風(fēng)機(jī)輸出功率在較短的仿真時(shí)間內(nèi)發(fā)生較明顯的波動(dòng)?；瑒?dòng)平均值計(jì)算過程中，取移動(dòng)時(shí)間尺度n=2s，功率變化率幅值m=10%。

仿真算例中蓄電池容量定為300 kJ；SOC在算例1、2中分別為60%和82%，SOC正常值為15%～85%。超級(jí)電容器容量分別為15 F和8 F；補(bǔ)償功率上限為 0.2 MW，補(bǔ)償周期為 0.004 s；最大電壓值為780 V。槳距角調(diào)節(jié)器的響應(yīng)時(shí)間為0.1 s，調(diào)節(jié)速度限制為 10 °／s。

4.2 仿真算例分析

4.2.1 仿真算例 1

圖6對(duì)比了濾波時(shí)間常數(shù)T=2 s時(shí)與可變?yōu)V波控制時(shí)儲(chǔ)能平抑功率波動(dòng)的情況，由功率補(bǔ)償過程中蓄電池SOC的變化曲線來反映，在仿真進(jìn)行至第8 s時(shí)，定時(shí)間常數(shù)控制中SOC已低于15%，處于非正常工作狀態(tài)。而采用可變?yōu)V波控制后，蓄電池SOC變化更具彈性，在蓄電池SOC處于較高位時(shí)，如2 s左右，SOC變化率增大；6 s后處于低位時(shí)，SOC變化率減小，阻止其進(jìn)一步惡化。

圖6 蓄電池SOCFig.6 SOC of battery

圖7為混合儲(chǔ)能裝置加入前后風(fēng)電輸出功率的對(duì)比圖，可以明顯看出所提儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑風(fēng)電功率波動(dòng)的控制策略效果明顯，補(bǔ)償后功率輸出較為平滑，波動(dòng)幅度大幅減小。

圖7 混合儲(chǔ)能加入前后的風(fēng)電輸出功率Fig.7 Curve of wind power output with and without hybrid energy storage system

4.2.2 仿真算例 2

模擬儲(chǔ)能滿充情況，驗(yàn)證儲(chǔ)能與風(fēng)機(jī)槳距角協(xié)調(diào)控制策略的有效性。將蓄電池SOC設(shè)定為82%，以期在較短仿真時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)達(dá)到滿充狀態(tài)。當(dāng)蓄電池SOC逐漸達(dá)到安全極值85%，在儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)控制機(jī)制的作用下，此時(shí)超級(jí)電容器的補(bǔ)償功率迅速增加并在6.2 s時(shí)Uess達(dá)到最大值，如圖8所示。這也意味著整個(gè)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在6.2 s時(shí)達(dá)到了滿充狀態(tài)，將不能繼續(xù)存儲(chǔ)多余的風(fēng)電能量。為了讓風(fēng)電功率繼續(xù)跟蹤期望值輸出，所設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)槳距角與儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制機(jī)制將發(fā)揮作用，此時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)不再參與功率平抑，取而代之的是槳距角的調(diào)節(jié)。

圖8 超級(jí)電容器工作電壓Fig.8 Uessof supercapacitor

圖9反映了風(fēng)機(jī)槳距角的變化情況，可以看到在6.2 s切除儲(chǔ)能系統(tǒng)的同時(shí)，槳距角調(diào)控開始，槳距角不再為0。此過程中槳距角的調(diào)節(jié)幅度較小，因此調(diào)節(jié)器的響應(yīng)時(shí)間及槳距角調(diào)整時(shí)間較短，對(duì)整體風(fēng)電功率的影響也較小。

圖9 風(fēng)機(jī)槳距角Fig.9 Curve of pitch angle

圖10為儲(chǔ)能系統(tǒng)補(bǔ)償前后風(fēng)電輸出功率的對(duì)比圖，可以看出槳距角調(diào)控期間的功率平滑效果較好。但在 7.2 s時(shí)，Pw＜Pdesire，即補(bǔ)償功率 Pbu為負(fù)，需要儲(chǔ)能裝置釋放能量，此時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)重新接入風(fēng)電系統(tǒng)，平抑功率波動(dòng)。根據(jù)圖8可知，蓄電池和超級(jí)電容器重新進(jìn)入放電狀態(tài)，槳距角也變?yōu)?°（如圖9所示），風(fēng)機(jī)再次進(jìn)入最大風(fēng)能追蹤狀態(tài)。

圖10 儲(chǔ)能系統(tǒng)補(bǔ)償前后的風(fēng)電輸出功率Fig.10 Curve of wind power output with and without compensation by energy storage system

圖10中在6.2 s時(shí)切除儲(chǔ)能系統(tǒng)，啟動(dòng)槳距角調(diào)控系統(tǒng)，讓風(fēng)電輸出功率跟隨指令功率Pdesire變化。6.2 s與7.2 s時(shí)間點(diǎn)上進(jìn)行了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)切換控制，圖中未見較明顯的功率起伏波動(dòng)，說明控制策略的實(shí)施平穩(wěn)迅速。

5 結(jié)論

本文采用滑動(dòng)平均值算法確定風(fēng)電平抑期望功率，提出一種基于蓄電池SOC的可變?yōu)V波控制策略，采用2個(gè)不同類型的模糊控制器完成可變?yōu)V波算法及蓄電池補(bǔ)償功率的調(diào)整。在儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)上，提出一種儲(chǔ)能系統(tǒng)與風(fēng)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法，具體是在儲(chǔ)能系統(tǒng)滿充時(shí)啟用風(fēng)機(jī)槳距角調(diào)節(jié)風(fēng)電輸出功率，將槳距角的功率調(diào)節(jié)功能與儲(chǔ)能功率平抑功能相結(jié)合，降低風(fēng)電功率波動(dòng)。

仿真算例結(jié)果表明所提協(xié)調(diào)控制策略使蓄電池SOC變化更加具有彈性，實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)償功率在儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部的優(yōu)化分配；同時(shí)在儲(chǔ)能過充時(shí)風(fēng)儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制器可以立即響應(yīng)，啟動(dòng)槳距角調(diào)控系統(tǒng)，減少風(fēng)能接收，當(dāng)需要儲(chǔ)能放電、恢復(fù)平抑功率工作狀態(tài)時(shí)，也能達(dá)到理想的控制要求。

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