滑动最小二乘算法和电池荷电状态的储能系统平滑控制策略.pdfVIP

第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 Vol. No. 第 第 第 Automation of Electric Power Systems , DOI: 10.7500/AEPS20xxxxxxxxx 基于滑动最小二乘算法和电池荷电状态的储能系统平滑控制策略 1 2 2 2 谢涛 ，曹军威 ，高田 ，万宇鑫 （ 1.北京工商大学计算机与信息工程学院 北京 100048； 2.清华大学信息技术研究院 北京 100084） 摘要:利用电池储能系统平滑间歇式电源的输出功率波动可以提高该类电源输出功率的稳定性。本文提 出一种基于滑动最小二乘算法和电池荷电状态的电池储能系统实时控制策略，通过滑动最小二乘拟合 算法确定储能系统的功率输出量，并辅助以荷电状态和最大波动功率限制调节，从而有效降低平滑控 制过程中电池的充放电深度。实验结果显示，与传统基于滤波算法的控制策略相比，在获得相同平滑 效果的情况下，新的控制策略具有更小的荷电状态波动量，可以较大程度降低所需电池容量，并延长 电池的寿命。 关键词: 间歇式电源；电池储能系统；平滑控制；滑动最小二乘算法；荷电状态 0 引言 [11]改变传统对原始数据进行滤波获得参考功率的 方式，实现了基于指数平滑方式的并网光伏电站功率 风力发电、光伏发电等可再生能源发电的输出功 平滑控制。文献[12]更多的在控制过程中考虑了储能 率会跟随外界变化而具有较大的波动性，随着在电网 电池的状态，从而尽可能平滑功率波动的同时增强了 中的渗透率提高，其对传统电网的安全性、稳定性、 对电池持续工作状态的优化。文献[13- 14]进一步采 电能质量等多方面造成了冲击和影响，国内外都对此 [1-2] 用了模型预测控制实现平滑风电场的功率波动，在控 进行了规范 。在间歇性电源出口配置一定容量和 制过程中加入了电池储能系统的容量和功率作为约 功率的储能装置，可以有效抑制输出功率的波动及骤 束。目前平滑控制多采用储能电池作为能量存储介 变，提高并网稳定性和调度性，增强此类可再生能源 [3-4] 质，而电池存在价格较高，使用寿命较短的缺点。电 发电的可利用性 。鉴于目前储能装置的成本较高， 池的寿命主要是由充放电深度决定的，浅充浅放有助 使用寿命较短，如何利用有限容量的储能系统平滑波 于延长电池的使用寿命 [15]，同时也意味着在平滑控 动性功率输出，并保证储能系统的安全持续运行，对 制过程中降低了对电池容量的需求，因此，研究有效 控制提出了较高的要求。 的控制策略实现在平滑控制过程中降低电池的充放 文献[5]采用一阶低通滤波原理进行平滑控制， 电深度具有重要的理论和工程意义。 并加入了基于电池荷电状态（SOC ）的反馈环节。之 本文提出基于最小二乘算法的平滑控制策略，通 后，文献[6-8]将电池的SO