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智能微电网系统的能量管理及运行控制分析沈洋;赵志刚【摘要】针对我国电网特点，对智能微电网系统的结构和微源的接入方式进行了简要叙述，从接入控制层、微电网控制层、就地控制层三方面对智能微电网的运行控制体系进行了分析，讨论了包括并离网切换策略、并离网控制策略、负荷控制策略等在内的几种智能微电网高级控制策略，最后探讨了智能微电网未来研究的相关问题，为微电网的研究和产业化提供了参考。
%Combined with the characteristics of power grid in our country,the smart micro-grid system is analysed in the paper,emphatically on the running system,monitoring system,control and management strategies. Finally,the relat-ed smart micro grid questions in the future are discussed to provide a literature reference for micro-grid research and industrialization.【期刊名称】《沈阳工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P336-340)【关键词】智能微电网;分散式电源;能量管理策略;控制管理策略【作者】沈洋;赵志刚【作者单位】沈阳工程学院研究生部;沈阳工程学院电力学院，辽宁沈阳110136【正文语种】中文【中图分类】TM761 智能微电网结构1.1 系统结构如图1所示，该微网涵盖发电、用电、储能、智能控制等部分设备，并且系统具有灵活的可扩展性。
该智能微电网可对不同分布式可再生电源进行充分利用与调控，具有离网运行能力和极高的可靠性，能与配电网络进行配合，是具有信息化、自动化、互动化特征的可靠、自愈、灵活、经济、兼容、高效、集成的智能小区微电网系统。
风电功率预测问题摘要风能是一种可再生、清洁的能源，风力发电是最具大规模开发技术经济条件的非水电再生能源。
现今风力发电主要利用的是近地风能。
近地风具有波动性、间歇性、低能量密度等特点，因而风电功率也是波动的。
大规模风电场接入电网运行时，大幅度地风电功率波动会对电网的功率平衡和频率调节带来不利影响。
如果可以对风电场的发电功率进行预测，电力调度部门就能够根据风电功率变化预先安排调度计划，保证电网的功率平衡和运行安全。
因此，如何对风电场的发电功率进行尽可能准确地预测，是急需解决的问题。
根据电力调度部门安排运行方式的不同需求，风电功率预测分为日前预测和实时预测。
日前预测是预测明日24小时96个时点（每15分钟一个时点）的风电功率数值。
实时预测是滚动地预测每个时点未来4小时内的16个时点（每15分钟一个时点）的风电功率数值。
对于问题一我们建立了3个模型：1、时间序列模型即指数平滑模型2、拟合回归模型3、神经元预测模型即BP模型。
针对这3种模型，根据相对误差的大小和准确度的大小判断来确定优先选择哪个模型。
对于问题二，在第一问的基础上对相关模型进行了比较，分析，做出了预期。
对于问题三，在第一问的基础上，对相关的模型进行了改善，使其预测的更加准确。
关键词：风功率实时预测 BP网络神经 matlab 时间序列问题的重述一、背景知识1、风功率预测概况风功率预测是指风电场风力发电机发电功率预测。
风电场是利用在某个通过预测的坐标范围内，几座或者更换多的经过科学测算，按照合理距离安装的风力发电机，利用可控范围内的风能所产生的电力来实现运行供电。
由于风是大气压力差引起的空气流动所产生的，风向和风力的大小时刻时刻都在变化。
因而，风力发电具有波动性、间歇性和随机性的特点。
这些特点所导致的风电场功率波动，会对地区电网整体运行产生影响，进而会影响到整个地区总网内的电压稳定。
因此，当风力发电场，特别是大容量风力发电场接入电网时，就会给整个电力系统的安全、稳定运行带来一定的隐患。
风电机组功率曲线拟合方法分析摘要：本文以风电机组功率曲线拟合方法为主要研究对象，在明确该工作的必要性之后，对其运行中所涉及到的相关步骤与所用拟合方式进行了详细分析。
目的是为相关从业者的日常工作提供一定的参考与借鉴，在不断增强风力发电机组功率曲线拟合效果的同时，推动相关行业的平稳运行和持续健康发展。
关键词：风电机组；功率曲线；拟合方法引言：曲线拟合方法主要可分为参数法和非参数法两种，前者是以数学模型为依据发挥功能的，包括常见的多项式回归拟合与概率分布拟合，后者是以数据信息本身为基础，具有较强的稳定性和功能性，主要包括模糊逻辑方法、局部加权多项式拟合法等。
无论是哪种拟合方法，都对风电机组功率曲线拟合具有重要意义。
1对异常数据点的筛选与剔除1.1最小二乘法滤波该方法的应用原理与滤波相关，滤波的意义是，在接到大量电磁波信号的过程中，首先排除噪音问题带来的干扰，将需求的信号分离出来，提高数据观测的准确性，为后续工作开展提供参考。
例如机械设备运行状态稳定的条件下，其各个参数的变化保持稳定，各个参数之间的管理为合理的对应关系，这些参数的变化是机械设备稳定运行以及是否存在故障隐患的参考依据，因此，将最小二乘法滤波应用到异常数据点的筛选与剔除中，帮助工作人员评估各组参数之间的对应关系是否合理，分析参数对应不合理的原因，让设备运行恢复稳定状态。
最小二乘法滤波方法的应用需要针对其数据滤波效果存在的不足进行优化，提高该方法的应用效果。
1.2离散度分析离散度分析法应用在测量数据分散程度中，反应一组数据与中心数值的差距，可以利用离中趋势来展开对比分析。
分析数据的变动趋势从数据的集中与分散两个方向开展分析，其中，集中趋势的数值是一个概括性的数值，需要与离散数值共同分析才能将这一组数据的具体情况反馈出来，如果这一组数值的分散程度较小，那么集中趋势与之相反，集中趋势的数值对这组数据的代表性起到正面影响，如果分散程度较大，集中趋势的代表性则没有过多重要意义。
风电变流器的控制策略分析与改进概述：随着可再生能源的日益重要，风能作为一种清洁可再生能源得到了广泛的应用和发展。
风电变流器作为风能发电系统中的核心组件，起着将风能转换为电能的重要作用。
控制策略对风电变流器的性能和效率具有重要影响。
本文将对风电变流器的控制策略进行分析，并提出一些改进策略。
一、传统控制策略分析传统的风电变流器控制策略主要有基于电流切换和基于电压切换的两类。
1. 基于电流切换的控制策略基于电流切换的控制策略主要包括滞环控制、触发控制和互补触发控制等。
这些策略通过改变电流切换时机和方式来实现对风电变流器的控制。
滞环控制通过调节滞环宽度来控制电流切换时机，简单易实现，但在光照条件变化大、风电变流器输出功率低于额定功率时效果较差。
触发控制通过改变触发脉冲的相位和宽度来控制电流切换时机，相对滞环控制，触发控制方法具有更好的适应性。
互补触发控制是目前广泛采用的一种控制策略，通过两个单独的触发电路来控制两组IGBT开关管，实现风电变流器的电流控制。
2. 基于电压切换的控制策略基于电压切换的控制策略主要包括谐振控制、PWM控制和模型预测控制等。
谐振控制是一种基于电压切换的控制策略，通过调节谐振电感和电容的参数来控制电流切换时机。
PWM控制是基于脉宽调制的控制方法，将输入电压分解成多个脉冲，通过改变脉冲的宽度和频率来控制输出电流。
模型预测控制是一种先进的控制策略，通过建立风电变流器的模型，预测未来一段时间内的输出电压与电流，并通过优化算法进行控制。
二、改进策略分析传统的控制策略在一定程度上满足了风电变流器的控制需求，但仍存在一些问题，比如控制精度不高、响应速度慢等。
因此，我们可以从以下几个方面进行改进。
1. 控制算法的优化传统的控制策略大多采用经验模型和PID控制算法，这些算法的控制性能有限。
因此，可以考虑使用进化算法和模糊控制等先进的控制算法进行优化，以提高风电变流器的控制精度和效率。
2. 多级变流器的应用传统的风电变流器多采用单级变流器结构，其输出电流存在波动和谐波等问题。
风力发电机组电压波动与闪变分析研究王伟;李庆;王瑞明【摘要】风力发电机组与中压电网连接,中压电网通常连接有其它波动性负荷,在被测风力发电机组输出端可能引起显著的电压波动,电网特性决定了风力发电机组产生电压波动的程度.为了避免电网实际电压波动对测量点闪变的直接影响,文章在研究了标准推荐的闪变值计算方法基础上,分别计算直驱永磁型风力发电机组和双馈异步型风力发电机组的闪变值,分析风力发电机组闪变值的影响因素.对比虚拟电网计算闪变值和理想电压条件下测量闪变值,验证虚拟电网方法的有效性.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2014(032)002【总页数】6页(P173-178)【关键词】闪变;虚拟电网;风力发电机组;直驱永磁;双馈异步【作者】王伟;李庆;王瑞明【作者单位】中国电力科学研究院,北京 100192;中国电力科学研究院,北京100192;中国电力科学研究院,北京 100192【正文语种】中文【中图分类】TK6;TQ546风力发电作为目前世界上可再生能源开发利用中技术最成熟、最具规模开发的商业化发展前景的发电方式之一，受到世界各国的重视并得到了广泛的开发和应用。
截止2011年底，我国风电并网装机容量达62 364.2 MW[1]。
随着风力发电装机容量不断增加，对电网的影响范围逐渐扩大。
风电大规模接入对这些地区的电能质量都有一定影响[2]，引起的电能质量问题越来越严重。
在风电机组运行过程中，风速的变动、风剪切效应、塔影效应、叶片重力偏差以及偏航误差等也可能会使电压波动和闪变超出国家有关标准[3]～[5]。
因此，如何准确测量出风电机组电能质量越来越重要。
文献[6]计算了恒速定桨距和恒速变桨距风力发电机组在持续运行过程中产生的电压波动和闪变。
文献[7]采用不同模型研究电压闪变：建行模型忽略了风力发电机组的动态特性，通过潮流计算找出了系统中电压闪变最严重的节点；文献[8]从风电特征出发，建立了含风力发电机组动态特性的仿真模型，研究了系统短路容量和线路电抗和电阻比对风力发电机组电压波动和闪变的影响。
基于功率谱密度的风电功率特性分析张旭;牛玉广;马一凡;韩永辉;张晴晴【摘要】风电有功功率波动特性的分析,对指导发电和电网运行非常重要.根据内蒙古赤峰东山风电场运行的实测数据,运用功率谱密度分析的方法,对风电有功功率的波动特性进行了分析.结果表明,风电功率的功率谱密度在超过4个数量级频域范围内符合Kolmogorov谱分布理论,且装机容量的增加,对风电功率的汇聚效应具有明显的影响.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2014(030)002【总页数】5页(P93-97)【关键词】风电功率;功率谱密度;Kolmogorov谱分布;汇聚效应【作者】张旭;牛玉广;马一凡;韩永辉;张晴晴【作者单位】华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京昌平102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京昌平102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京昌平102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京昌平102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京昌平102206【正文语种】中文【中图分类】TM614近几年来，我国风电装机容量迅速增长，在电网中所占比例不断提高，风电并网对电网的安全稳定运行产生了很大的影响。
自然界风能的间歇性和波动性决定了风电功率具有不可预测的波动性，这正是风电对电网产生影响的根本原因。
目前针对风电功率波动特性的研究主要是集中在时域范围内的分析和研究。
文献[1-3]基于实测数据建立了风电功率波动模型，并对模型精度进行了验证。
文献[4]分析了风电功率波动在不同时间、空间尺度上的分布特性。
文献[5]运用概率统计分析和时间序列分析方法，对风电有功功率的波动特性进行了分析。
文献[6]分析了风电场的功率输出概率分布和多个风电场的联合输出功率特性。
以上文献多是从时域的角度出发，研究风电功率的波动特性，但并未完全揭示出风电功率波动随装机容量和时间尺度连续变化规律。
基于EEMD与模糊控制的混合储能控制策略谢超; 张建文; 李星【期刊名称】《《电测与仪表》》【年(卷),期】2019(056)020【总页数】6页(P124-129)【关键词】风力发电; 集合经验模态分解(EEMD); IMF能量; 混合储能(HESS); 模糊控制【作者】谢超; 张建文; 李星【作者单位】中国矿业大学电气与动力工程学院江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】TM7610 引言风力发电以其污染小、环境相容性好等优点，在近年获得了迅速发展。
但由于自然环境的变化，使风电输出功率呈间歇性、波动性、不确定性的特点。
若风电输出功率不经平抑直接并网，势必会给电力统带来很大的冲击。
因此，如何高效地平抑风电出力波动已成为研究热点[1-3]。
储能系统凭借其动态吞吐功率的特点被用以平滑风电出力，对风电输出功率进行实时调节。
风电场配备储能装置已在国内张北风光储示范工程中得到了成功应用[4]。
蓄电池作为能量型储能介质的代表，其存储容量高、能量密度大，已被成功应用于风储系统。
但蓄电池功率密度低、生产成本高且寿命周期短，限制了其大规模应用。
而超级电容作为新型的功率型储能介质，其响应速度快，功率密度高，越来越受到人们的关注，但其缺点是能量密度低[5]。
为结合两者优点，众多学者已对由蓄电池和超级电容构成的混合储能系统展开了大量研究，而研究的重点之一即控制策略。
其中，文献[6-7]采用传统的一阶低通滤波的方法平滑风电出力，但若滤波时间常数选取不当，则最终平抑效果不理想。
文献[8]提出了一种改进的滑动平均滤波算法，弥补了滑动平均法难以确定滑动窗口时长的不足，使之具有一定的自适应性。
文献[9]利用小波包算法将风电实际出力信号分解成高、低频分量进行分配，并研究了储能元件SOC，但对小波基选取的主观因素较大。
经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)是一种新型的自适应信号时频处理方法。
风光储系统储能容量优化配置策略李建林;郭斌琪;牛萌;修晓青;田立亭【摘要】储能容量的优化配置是风光储系统的重要问题.针对该问题,提出一种储能优化配置方法.首先建立储能容量配置的双层决策模型,外层规划模型的决策变量为储能的功率和容量配置,目标为储能的初始投资与联络线波动惩罚最低,内层规划模型的决策变量为储能在运行过程中的充放电功率,目标为系统联络线功率波动最低;然后基于动态规划方法进行求解;最后对含风电、光伏、电池储能以及负荷的联合发电系统进行算例分析,分别选取春、夏、秋季典型日数据进行仿真,仿真结果表明储能配置策略的有效性.%The optimal configuration of Energy storage is an important issue in wind/PV/storage hybrid system designing. This paper proposes a strategy of optimizing energy storage capacity inwind/PV/storage hybrid system. Firstly, the double-layer decision model of the storage capacity configuration is established. The decision variables of the outer decision model are the power and capacity of the energy storage, while the target is the minimum investment of the storage and the contact line penalty. The decision variable of the inner decision model is the charge and discharge power of the energy storage during the operation, while the target is to minimize power fluctuation on system tie line. Then a typical system is analyzed as a simulation example, including wind power, photovoltaic, battery energy storage and load. According to the typical daily data in spring, summer and winter, the simulation results verify the energy storage configuration strategy proposed.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2018(033)006【总页数】8页(P1189-1196)【关键词】风光储;储能配置;动态规划;双层决策【作者】李建林;郭斌琪;牛萌;修晓青;田立亭【作者单位】新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院) 北京100192;新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院) 北京100192;新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院) 北京100192;新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院) 北京100192;新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院) 北京100192【正文语种】中文【中图分类】TM715可再生能源具有波动性和间歇性，需要通过储能技术对其出力波动进行平抑，电池储能具有能量高、安装灵活、充放电速度快的特点，成为优先发展方向之一[1-3]。
基于一阶低通滤波器的风电功率平滑波动的研究 基于一阶低通滤波器平滑风电功率波动仿真分析
中国电力科学研究院 2011年8月 基于一阶低通滤波器的风电功率平滑波动的研究 目 录
引言 ............................................................... 2 1.研究背景 ......................................................... 3 2.研究目的 ......................................................... 4 3.研究意义 ......................................................... 5 4.基本原理 ......................................................... 5 5.仿真实验 ......................................................... 8 5.1仿真程序代码 ............................................................................................................................. 8 5.2 Simulink框图 ........................................................................................................................... 10 5.3实验结果及分析 ....................................................................................................................... 10 基于一阶低通滤波器的风电功率平滑波动的研究 引言 煤炭、石油和天然气等化石燃料的蕴藏量是有限的，人类赖以生存和发展的能源总有一天会枯竭，并且不断增长的能源消耗所造成的环境污染和安全问题已经成为社会的主要矛盾。无论从人类将来的能源危机，或是眼前的环境污染问题来看，研究开发风力发电技术都具有十分重要的意义，而且，地球上蕴藏的风力资源也十分丰富，具有广阔的开发前景。大规模储能与大容量风力发电系统的结合是可再生能源发展的必要趋势。借助储能装置来抑制风电系统固有的波动，使风电这种间歇性、波动性很强的可再生能源变得“可控、可调”，使电网对这种最接近规模化发展的能源调度变为可能。 我国河北省张北地区风资源极为丰富，具备典型代表性，国家电网风光储示范工程就位于该地区。以张北风电场为研究对象，分析该系统的工作原理，并在此基础上采用一阶低通滤波器的储能系统优化控制策略，该控制策略可实现风电机组功率波动的平滑控制，从而优化配置储能系统容量。仿真结果验证了该控制策略的对风电功率波动的平滑性控制。 基于一阶低通滤波器的风电功率平滑波动的研究 1.研究背景 我国幅员辽阔，海岸线长，风能资源比较丰富。根据全国900多个气象站将陆地离地面10m高度资料进行分析，全国平均风密度为100W/m2, 风能资源总储量约32.26亿kW，可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿kW，近海可开发和利用的风能储量有7.5亿kW，共计约10亿kW。如果陆上风电年上网电量按等效满负荷2000小时计，每年可提供5000亿千瓦时电量，海上风电年上网电量按等效满负荷2500小时计，每年可提供1.8万亿千瓦时电量，合计2.3万亿千瓦时电量。中国风能资源丰富，开发潜力巨大，必将成为未来能源结构中一个重要的组成部分。 张北地区的中节能风电场位于张北县西部的大河乡，西部紧邻尚义县，坐标间于东经114°21′～114°27′、北纬40°59′～41°07′之间，风电场海拔高度1500～1780m之间，如图1所示。所在地区属东亚大陆性季风气候中温带亚干旱区，年平均大风日数63.3天，其中春季所占比例最大，有着丰富的风力资源，非常适合开发风力发电场。所在地区属东亚大陆性季风气候中温带亚干旱区，年平均大风日数63.3天，其中春季所占比例最大，有着丰富的风力资源，非常适合开发风力发电场。一号出线接有33台1.5MW双馈机组，共计49.5MW，后又增加49.5MW风电机组，共计99MW；二号出线接有94.5MW风电机组。
图1 张北风电场地理位置 基于一阶低通滤波器的风电功率平滑波动的研究 由国家电网公司中国电力科学院投资建设的国家风电研究检测中心位于县城西部12公里处，紧邻张尚公路南侧。预计总投资约2.4亿元，总占地面积24.8平方公里，试验基地包含30个试验机位以及风电与储能研究和试验设施。该中心主要针对大型风力发电机的综合性能进行测试，分析研究风力发电机的技术指标和各项性能，为我国生产风力发电机的企业提供技术依据和信息，保证我国风力发电机标准的统一，并且符合国际标准的要求。项目主要新建风机检测机位30台，光伏电站1.2兆瓦，储能装备2.5兆瓦，总装机容量4.803万千瓦。张北试验基地具备从风电仿真研究、风电预测到风电调度控制的研究和试验能力，满足国际标准的风电机组认证和风电并网检测要求的检测能力。该项目也实现了四项世界第一：第一个具备电网适应性检测的风电试验基地、第一个具备低电压穿越特性检测的风电试验基地、第一个具备低频风电机组研发和试验能力的风电试验基地、第一个具备多种储能与风电联合运行研究和试验的风电试验基地。 此次主要针对一台出线3MW的风电场机组的运行数据进行计算、分析 。所用的发电机组为3MW，采用1MWh的锂电池和1MWh的液流电池作为储能单元。锂电池组构成远离如下：采用10个3.2V、50Ah的单元体串联构成一个32V、50Ah 的cell单元；每个电池柜由24个cell单元串联组成，约为768V、38.3KW；由6个电池柜串联构成一组，由5组电池柜组成一个锂电池的储能机组，约为1MWh、4608V。液流电池的组成如下：每个堆为7.3KW、42~65VDC、140A；一个液流电池由24个堆组成，约175KW；由3隔夜六电池组成一个储能系统。液流电池的功率容量分别设计，相对独立没有关联，因此所用储能系统为1MWh、1500KW。 张北风电场风力资源较为丰富，平均风速达到了7.9668m/s。并且主要集中在4m/s~14m/s可以被风力发电机利用的风速段内,达到了接近80%的概率。风电场弱风季节输出的平均有功功率约为额定功率的15%，强风季节输出的平均有功功率约为额定功率的35%，差异明显。风能为间歇性能源，风电场的有功功率和无功功率将随风速的变化而变化。在分析风电场接入电力系统时，需要考虑风电场输出功率波动范围大的特点。
2.研究目的 为了减小发电场输出有功功率的波动，满足国家标准GB/T 15945-2008[1]对风电场输出有功功率的要求，更好的得到风电功率的平滑输出，消除日功率负荷曲线的毛刺，减小发电场输出有功功率的波动，需要增加储能系统对风电场输出有功功率进行平滑处理，设计基于低通滤波原理的风电功率波动的平抑控制策略，验证所 基于一阶低通滤波器的风电功率平滑波动的研究 构建控制策略的有效性，并简要分析风电功率波动平抑效能与储能容量的关系，为风电场配置储能系统提供参考。 采用一阶低通滤波器对风电功率波动进行简单的平滑处理， 剔除风电功率中的高频分量，减小风电功率的变化率，得到比较平滑的功率曲线，使注入电网的电能更加平稳，为电力系统提供稳定的功率输出。
3.研究意义 风电功率进行突变的尖峰处，采用一阶低通滤波器处理之后，消除日功率负荷曲线的毛刺，减小风电功率变化率，使风电功率保持接近的平滑效果，得到目标控制功率，从而而且更好的跟踪了曲线的趋势，提高电网供电的稳定性与可靠性，提高储能装置应用中的可行性。 采用一阶低通滤波对风电功率数据进行平滑处理之后，使风电机组输出电压稳定，减少系统电压波动和闪烁，减少谐波污染，减少事故的发生。风能作为一种清洁能源，在二十一世纪资源匮乏、环境问题日益严重的今天有着相当大的吸引力。
4.基本原理 （1） 定常数低通滤波 为了减小发电场输出有功功率的波动，需要对风电场输出有功功率进行平滑处理。通常并网功率参考值Pb由风电机组发出的有功功率Pw经一阶低通滤波器得到，即：
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Pw：风电场的输出 Pb：平滑后的总输出
T：时间常数 图2为简单的定常数低通滤波拓扑结构图。风电机组输出风电功率Pw，通过 基于一阶低通滤波器的风电功率平滑波动的研究 定常数低通滤波器得到平滑后的风电功率Pb。储能系统包括储能单元和功率变换单元两部分，其通过功率变换单元向交流母线注入或抽取能量来平抑风电场输出功率Pb，改善风电并网情况。
PbP
w
1/(1+Ts)PwP
b
AC/DC齿轮箱
齿轮箱...
风电机组控制系统
储能系统
电网
图2 定常数低通滤波拓扑结构图
