基于多类型大容量电池储能系统的风光发电平滑控制策略研究

本项目紧扣基于多类型大容量电池储能系统的风光发电平滑控制这一主题进行深入研究，运用电力系统、电力电子、电化学，电能存储与风光发电、系统建模与仿真、智能及自适应控制等原理和方法，1）提出基于锂电池、液流电池、钠硫电池等多类型大容量电池储能系统的大规模电池储能电站控制方法，解决多类型大容量电池储能用于平滑风光发电出力时储能系统控制问题；2）提出基于多类型大容量电池储能系统的风光发电波动平滑控制理论及方法，解决由于风光发电波动性等对电网电能质量的影响，提高风光发电的接入能力；3）提出基于智能控制的多类型大容量电池储能系统控制及其在平滑风光发电时的智能协调控制策略，提高多类型电池储能控制和风光储互补系统控制的智能化以及自适应控制能力。本项目的研究成果将对多类型大容量的大规模电池储能电站以及风光储互补系统并网运行提供控制策略设计和能量管理的理论基础，具有重要的实际意义和应用前景。

本项目完成了多类型大容量储能电池及风光储仿真平台的建模与分析、大容量电池储能内部功率协调控制技术、多类型大容量电池储能系统与风光发电系统联合运行时的协调控制、智能控制理论在多类型大容量电池储能系统控制技术以及平滑风光发电出力时的应用基础研究。.搭建了多类型大容量储能电池及风光储仿真平台：基于不同类型储能电池的特性曲线，建立了含锂电池与液流电池储能系统的兆瓦级多类型电池储能系统的仿真平台，建立了14MW锂电池储能电站和500kW/1MWh液流电池储能系统的外特性仿真模型，用于开发规模化集成的多类型电池储能机组间的功率协调控制策略。在此基础上建立了兆瓦级风光储联合发电系统的仿真平台，通过算例验证了仿真软件平台的有效性。.提出了MW级大容量多类型电池储能电站的能量管理及控制策略：针对大容量MW级锂离子电池储能系统由多个储能子系统线性化并联而实现的特点，基于电池储能系统仿真平台重点研究了各电池储能机组间的协调控制问题，建立了基于SOC和电池储能系统充放电能力约束条件的兆瓦级锂电池储能系统协调控制策略，并通过仿真平台以及张北储能试验基地，验证了控制策略的有效性，实现了兆瓦级锂电池储能系统协调控制与能量管理；.针对大容量MW级液流电池储能系统具有系统功耗的特性，基于电池储能系统仿真平台重点研究了考虑液流电池系统功率损耗的兆瓦级液流电池储能系统的协调控制问题，建立了基于SOC、储能系统充放电能力以及系统功耗等约束条件的兆瓦级液流电池储能系统的新型控制策略，并通过仿真平台以及张北储能试验基地，验证了控制策略的有效性，实现了兆瓦级液流电池储能系统协调控制与能量管理。.提出大容量电池储能电站平滑风光联合发电出力的控制策略：提出了含大容量锂电池储能系统、液流电池储能系统以及铅酸电池储能系统等多类型电池储能系统平滑风光发电出力波动的控制策略；结合智能控制算法，提出了基于模糊卡尔曼滤波算法的新型风光发电平滑控制策略以及基于小波滤波的风储发电系统平滑控制策略，并验证了控制策略的有效性。.相关研究成果已成功应用于国家风光储输示范工程（一期）大规模锂电池储能电站监控系统中，有效支撑了锂电池储能电站的稳定运行，并提高了风光发电的可控性及可调度性。另外，相关控制策略已成功应用在张北储能实验基地，有效提升了多类型电池储能系统及风光储联合发电应用测试的试验能力。