面向风电平抑的双电池单元储能系统功率分层优化控制策略.pdfVIP

第45卷第10期太阳能学报Vol.45，No.10

2024年10月ACTAENERGIAESOLARISSINICAOct.，2024

DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2023-0966文章编号：0254-0096（2024）10-0736-09

面向风电平抑的双电池单元储能系统功率

分层优化控制策略

王文，黎隆基，岳雨霏，孟廷睿，童宇轩，唐欣

（长沙理工大学电网防灾减灾全国重点实验室，长沙410114）

摘要：为减少风-储联合系统中，双电池单元储能系统的充放电循环次数，降低高充放电功率指令下电池单元充放电电流倍

率，提出一种储能系统充放电功率分层优化控制策略。根据充放电功率指令高低，为两电池单元匹配同充同放和一充一放两

种运行模式，同时优化设置两运行模式下电池荷电状态循环区间，平衡充放电电量。仿真验证表明，在风电平抑效果相同的情

况下，所提策略可降低高充放电功率指令下电池单元充放电电流倍率，减少电池充放电循环次数，延长电池寿命，降低储能电

池功率和容量的配置需求。

关键词：电池储能系统；风电功率；电力系统；优化控制策略；充放电控制；电池寿命

中图分类号：TM73文献标志码：A

不利于整个系统的经济性。另外功率型储能能量密度较低，

0引言

容量配置不宜过大，当系统所需输出功率较大，且持续时间

截至2023年年底，风电并网装机容量在全国总发电装较久时，功率型储能将难以发挥作用。

机容量中的占比达到15%，已成为第二大电源。然而，风电为降低BESS的充放电状态转换次数，文献［7］提出双电

的大规模利用仍面临间歇性、波动性、不稳定性的挑战，若将池单元储能系统拓扑结构（doublebatteryenergystorage

［1］

风电输出功率直接并网将影响电力系统安全稳定运行。system，DBESS），将其与风电场结合，使两组电池单元处于对

随着电化学储能电池的发展，风电场与储能系统逐渐成立的充放电状态，并根据风功率预测结果交替平抑风功率中

为密不可分的整体，风电场与储能系统结合能有效缓解风电的正负波动分量。基于DBESS结构，文献［8］根据锂电池寿

［2］

波动性问题，提高风电并网的电能质量和调控能力。在风命衰减程度评价方法确定了锂电池最佳运行充放电循环深

储联合系统的应用场景中，如何延长储能电池寿命，降低储度；文献［9］采用定周期比较策略并优化设计了风储联合运

［3］

能配置是目前储能发展的关键问题。文献［4］针对常用控行主电路结构，使电池储能系统运行于SOC最佳循环区间；

制策略在平抑骤变功率时所造成的深度充放电问题，提出一文献［10-11］针对电池充放电能力不足的情况，通过自适应调

种计及风功率波动和电池荷电状态（stateofcharge，SOC）的储节目标并网功率，维持了DBESS长期稳定运行；文献［12］以调

能系统平滑控制策略，主要针对单电池组储能