條件組成的MPC優(yōu)化控制模型，并 求解風(fēng)電模塊的有功和無功輸出的預(yù)測(cè)值： MPC優(yōu)化控制模型的目標(biāo)函數(shù)如式（1)所示：
式⑴中和f++二為優(yōu)化變量，和》:::含義分別為風(fēng)機(jī)無功設(shè)定值和SVG電壓設(shè) 定值；N為時(shí)間窗覆蓋控制周期的個(gè)數(shù)；M為單個(gè)控制周期下含預(yù)測(cè)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；P為衰減系 數(shù)，取值P < 1 ;時(shí)間變量ti，j = (Mi+j) At意義為當(dāng)前時(shí)刻起第i個(gè)控制周期內(nèi)的第j 個(gè)預(yù)測(cè)點(diǎn)，At為預(yù)測(cè)點(diǎn)間隔，At由風(fēng)電模塊功率預(yù)測(cè)時(shí)間間隔決定； Fl為風(fēng)電模塊并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓與設(shè)定值的偏差水平，F(xiàn)l具體表達(dá)式如式（2):
式（2)中C表示PCC電壓的參考值，從主站控制指令中提取后設(shè)定； F2為SVG無功儲(chǔ)備水平，F(xiàn)2具體表達(dá)式如式（3):
(3) 式⑶中為SVG無功最佳運(yùn)彳丁點(diǎn)； MPC優(yōu)化控制模型的約束條件，具體包括： 風(fēng)機(jī)有功預(yù)測(cè)約束條件：
式（4)中4;為風(fēng)機(jī)有功預(yù)測(cè)誤差；Na和Nm分別為AR和MA模型的階數(shù)，Φ k和Θ k 為相關(guān)權(quán)重，階數(shù)與權(quán)重均根據(jù)風(fēng)機(jī)有功歷史值確定；ti，j-k為預(yù)測(cè)中參與計(jì)算數(shù)據(jù)（包 括)對(duì)應(yīng)時(shí)刻，下標(biāo)k表征預(yù)測(cè)時(shí)刻前推k Δ t時(shí)間，當(dāng)ti，j-k < O時(shí)，有功預(yù)測(cè) 值應(yīng)取對(duì)應(yīng)時(shí)刻歷史值； 風(fēng)機(jī)無功預(yù)測(cè)約束條件： 風(fēng)機(jī)無功在下次控制前達(dá)到設(shè)定值：
第i個(gè)控制周期內(nèi)的各預(yù)測(cè)點(diǎn)，風(fēng)機(jī)無功功率的變化過程以指數(shù)函數(shù)擬合：
式（6)中Ts為風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)，可以根據(jù)風(fēng)機(jī)無功調(diào)節(jié)測(cè)試試驗(yàn)獲取。 SVG無功預(yù)測(cè)約束條件： SVG無功參考值C1如式（7)所示：
式（7)中KI和KP分別為比例環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的系數(shù)； SVG無功預(yù)測(cè)值如式（8)所示：
式⑶中時(shí)間常數(shù)Td為SVG電力電子裝置動(dòng)作延時(shí)； 電壓預(yù)測(cè)約束條件：
式（9)中Vpm為風(fēng)機(jī)機(jī)端、SVG機(jī)端、和PCC母線電壓預(yù)測(cè)值構(gòu)成的向量，S為靈敏度矩 陣； 系統(tǒng)電壓、發(fā)電機(jī)運(yùn)行和SVG運(yùn)行的約束條件：
式（10)中Vmax和Vmin分別為由PCC、風(fēng)機(jī)和SVG電壓預(yù)測(cè)值構(gòu)成系統(tǒng)電壓向量的上限 和下限，其中PCC電壓限值由配電網(wǎng)調(diào)度中心給出，而風(fēng)機(jī)和SVG電壓限值根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)廠 商給出的正常工作范圍確定；和政分別為風(fēng)機(jī)無功運(yùn)行上下限，的和佐++:',別為SVG 無功運(yùn)行上下限，皆根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)廠商給出的正常工作范圍確定；和ACCl分別為風(fēng) 機(jī)無功爬坡上下限，和分別為SVG無功爬坡上下限，皆需經(jīng)過無功調(diào)速實(shí)驗(yàn)測(cè)試 結(jié)果確定。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟S3中采用如下方式，獲取蓄電池 模塊的SOC :
531. 采集蓄電池的電壓、電流，獲取蓄電池的功率；
532. 根據(jù)蓄電池的功率，判斷蓄電池的狀態(tài)是否處于充電或放電狀態(tài)；
533. 當(dāng)蓄電池未進(jìn)行充電或放電時(shí)，則采用開路電壓法計(jì)算SOC ;
534. 當(dāng)蓄電池處于充電或放電狀態(tài)時(shí)，則采用安時(shí)法計(jì)算S0C，并以前一時(shí)刻計(jì)算結(jié) 果為安時(shí)法SOC初值。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在S34中，當(dāng)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)，計(jì)算 SOC的公式（11)如下：
MD 式中，SOCtl為初始SOC值，δ表示蓄電池自放電率，P。表示蓄電池充電功率大小，At 表示兩次計(jì)算SOC值的時(shí)間間隔，II。表示蓄電池充電效率，E。為蓄電池的額定容量。 當(dāng)蓄電池處于放電狀態(tài)時(shí)，計(jì)算SOC的公式（12)如下：
式中，Pd表示蓄電池放電功率大小，n d表示蓄電池放電效率。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述蓄電池模塊，包括η個(gè)電池組及η個(gè)DC/ DC變流器，η大于等于3,每個(gè)電池組均由一個(gè)DC/DC變流器控制器充放電，該η個(gè)DC/DC變 流器均由蓄電池模塊監(jiān)控模塊控制。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟S4中，上述優(yōu)化控制包括對(duì)蓄電池模 塊SOC的優(yōu)化控制，步驟如下：
541. 計(jì)算儲(chǔ)能系統(tǒng)電池荷電狀態(tài)SOC的參考值S0(；ef;
542. 判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)的第η號(hào)電池組的SOCn是否與儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池荷電狀態(tài)SOC的參 考值SOCrtf相等，若SOC SOC ref則進(jìn)入步驟S43,若SOC n= SOC ref則結(jié)束控制；
543. 判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)的第η號(hào)電池組的SOCn是否大于儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池荷電狀態(tài)SOC的 參考值SOCief，若儲(chǔ)能系統(tǒng)的第η號(hào)電池組的50(；大于儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池荷電狀態(tài)SOC的參 考值S0C, ef，則進(jìn)入步驟S44,若儲(chǔ)能系統(tǒng)的第η號(hào)電池組的SOCn不大于儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池荷 電狀態(tài)SOC的參考值S0C, ef，則進(jìn)入步驟S45 ;
544. 判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)是否為放電狀態(tài)，若儲(chǔ)能系統(tǒng)為放電狀態(tài)，則控制其第η號(hào)DC/DC變 流器放電進(jìn)入步驟S42,若儲(chǔ)能系統(tǒng)不是處于放電狀態(tài)，則控制其第η號(hào)電池組進(jìn)入熱備用 狀態(tài)，進(jìn)入步驟S42 ;
545. 判斷儲(chǔ)能系統(tǒng)是否為充電狀態(tài)，若儲(chǔ)能系統(tǒng)為充電狀態(tài)，則控制第η號(hào)DC/DC變流 器充電，進(jìn)入步驟S42,若儲(chǔ)能系統(tǒng)不是處于充電狀態(tài)，則控制其第η號(hào)電池組進(jìn)入熱備用 狀態(tài)，進(jìn)入步驟S42。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有無功調(diào)節(jié)功能的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的監(jiān)控方法，該監(jiān)控方法包括如下步驟：該方法包括如下步驟：S1.可再生能源發(fā)電設(shè)備監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)獲取可再生能源發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；S2.根據(jù)可再生能源發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)未來預(yù)定時(shí)刻內(nèi)的可再生能源發(fā)電設(shè)備的輸出功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)SVG模塊的可輸出無功功率；S3.實(shí)時(shí)檢測(cè)獲取蓄電池模塊的SOC，實(shí)時(shí)獲取配電網(wǎng)的參數(shù)和調(diào)度信息；S4.以配電網(wǎng)的調(diào)度信息中的有功需求和無功需求、當(dāng)前蓄電池儲(chǔ)能的SOC、未來可再生能源發(fā)電設(shè)備輸出功率、以及對(duì)SVG模塊的SVG模塊的可輸出無功功率作為約束條件，實(shí)現(xiàn)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化控制。
【IPC分類】H02J3-28, H02J3-38, H02J3-18
【公開號(hào)】CN104538981
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510012866
【發(fā)明人】肖會(huì)
【申請(qǐng)人】成都鼎智匯科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日