四川大学刘天琪等：基于超短期风电预测和混合储能的风电爬坡优化控制

风电已经成为电力系统中越来越重要的新能源，世界各地已有越来越多的大规模风电
场并网运行。但是风电输出功率波动的不确定性以及波动性对电力系统安全经济运行
的不良影响日益凸显。

解决的问题

如何有效的对风电场输出功率波动进行平抑以减小对电网的冲击具有重要的现实意义
。利用储能系统能够有效地平抑风电功率波动，减小风电波动对电网的影响，增强风
电功率的稳定性。风电功率爬坡事件是短时间内风电功率发生大幅度的波动，对电网
安全稳定构成潜在威胁，如何有效抑制风电爬坡事件的功率波动和减小对电网的冲击
，并且充分提高混合储能设备的利用效率为本文所解决的问题。

重点内容及创新点

结合电池和超级电容器的优势，本文将由电池和超级电容器组成的混合储能设备引入
风电爬坡时功率波动的平抑中，在超短期风电功率预测的基础上提出了混合储能系统
的超前充放电控制策略来有效的抑制风电爬坡时功率波动对电网的影响。考虑未来风
电功率及其预测误差，根据超前充放电控制策略对储能设备当前充放电进行修正。

针对风电爬坡事件，提出混合储能系统的动态最佳荷电状态来最大化储能设备平抑下一
时刻风电功率波动的能力。

结论

1）利用滑动平均滤波可以得到较为平滑的风电平抑目标功率，通过奇异值分解理论
实现平抑功率在电池和超级电容器的合理分配。

2）对风电爬坡事件进行了分析，针对风电爬坡事件提出不同储能设备在不同风电出
力状态下的动态最佳荷电状态，以及混合储能系统超前充放电控制策略。

3）算例分析中对风电功率进行预测，对不同预测步长的误差进行统计，并将其考虑
到超前充放电控制策略中。算例结果验证了本文提出方法的有效性，能够很好的平
抑风电爬坡事件的功率波动。