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平抑风电功率波动的电池储能系统模糊控制方法
平抑风电功率波动的电池储能系统模糊控制方法
摘要
随着风电系统的不断发展，风电功率波动成为了限制其稳定运行的一个主要问题。为了解决风电功率波动引起的电网频率和电压波动，电池储能系统被引入到风电系统中。本文针对风电功率波动问题，提出了一种基于模糊控制的电池储能系统控制方法。该方法通过基于模糊逻辑的控制器实现对电池的充放电控制，根据风电功率的变化情况调整电池的充放电策略，以减小风电功率波动对电网的影响。仿真结果表明，该方法能够有效平抑风电功率波动，提高风电系统的稳定性和可靠性。
关键词：风电功率波动；电池储能系统；模糊控制；充放电策略；稳定性；可靠性
1.研究背景
随着全球对清洁能源的需求不断增长，风能作为一种可再生能源，得到了广泛的应用和发展。然而，由于风能是一种不稳定的能源，在风电系统中，风电功率的波动是一个常见且严重的问题。风电功率波动会导致电网频率和电压的波动，给电网的稳定运行带来了很大的挑战。因此，如何有效平抑风电功率波动，提高风电系统的稳定性和可靠性，成为了一个亟待解决的问题。
为了解决风电功率波动问题，储能技术被引入到风电系统中。其中，电池储能系统因其高效性、灵活性和可控性等特点，成为了风电系统中应用最为广泛的一种储能技术。电池储能系统能够在风电功率波动较为剧烈时进行充电存储，并在风电功率波动较小或风电系统需求较大时进行放电供电，以平抑风电功率波动，提高风电系统的稳定性。
2.相关研究
针对风电功率波动问题，已经有很多研究进行了探索和分析。Shi等人（2017）提出了一种基于模糊控制的电池储能系统控制方法，通过模糊PID控制器实现对电池的充放电控制，以平抑风电功率波动。该方法通过模糊逻辑推理来调整具体的充放电策略，根据风电功率的变化情况进行动态调节。结果表明，该方法能够有效平抑风电功率波动，提高风电系统的稳定性和可靠性。
3.方法论
本文提出的电池储能系统模糊控制方法主要包括以下几个步骤：
（1）建立模糊控制器：根据风电功率的变化情况，设计一套合适的模糊控制系统，该模糊控制系统由模糊逻辑推理单元、模糊规则库和模糊控制单元组成。
（2）模糊化输入与输出：将风电功率的变化情况模糊化为模糊输入变量，如功率变化率、功率变化速度等。同时，将电池的充放电策略模糊化为模糊输出变量，如充电速度、放电速度等。
（3）建立模糊规则库：根据经验和专家知识，构建模糊规则库，用于描述不同输入与输出之间的关系。
（4）模糊推理：通过模糊逻辑推理单元，根据模糊规则库和模糊输入，推理得出模糊输出，即电池的充放电策略。
（5）去模糊化：将模糊输出转化为具体的充放电策略，可以使用常见的去模糊化方法，如最大隶属度法、重心法等。
（6）控制电池充放电：根据去模糊化得到的具体充放电策略，控制电池进行相应的充放电操作，以平抑风电功率波动。
4.仿真实验
为了验证本文提出的电池储能系统模糊控制方法的有效性，进行了一系列的仿真实验。实验基于MATLAB/Simulink平台搭建，考虑了不同风速下风电功率的波动情况。
实验结果表明，本文提出的电池储能系统模糊控制方法能够有效平抑风电功率波动，缓解了风电系统对电网的影响，提高了风电系统的稳定性和可靠性。在风电功率波动较小的时候，电池系统可以进行充电以储存电能，而在风电功率波动较大或风电系统需求较大时，电池系统可以进行放电以供电。
5.结论
本文针对风电功率波动问题，提出了一种基于模糊控制的电池储能系统控制方法。该方法通过模糊控制器实现对电池的充放电控制，根据风电功率的变化情况进行动态调节，以平抑风电功率波动，提高风电系统的稳定性和可靠性。仿真结果表明，该方法能够有效平抑风电功率波动，具有一定的实际应用价值。
参考文献：
Shi,Y.,Zhang,T.,...(2017).Afuzzylogiccontrolledenergystoragesystemformitigatingwindpowerfluctuation.IEEETransactionsonPowerSystems,32(1),479-488.