馬彥宏，呂清泉，張珍珍，趙龍，周強(qiáng)，高鵬飛

（國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院，蘭州 730070）

0 引言

風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)前最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N能源獲取方式，由于其儲(chǔ)量豐富、分布廣泛，近年來(lái)市場(chǎng)占比逐年提升［1］。但是，風(fēng)能的隨機(jī)性導(dǎo)致風(fēng)電功率隨機(jī)波動(dòng)，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)會(huì)造成電能質(zhì)量下降［2］，而儲(chǔ)能系統(tǒng)以其雙向能量傳遞等特點(diǎn)被廣泛用于平抑風(fēng)電功率波動(dòng)［3-4］，可有效避免風(fēng)電場(chǎng)功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。

利用儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑風(fēng)電場(chǎng)輸出功率時(shí)，目標(biāo)并網(wǎng)功率的獲取直接決定最終的風(fēng)電并網(wǎng)電能質(zhì)量，現(xiàn)有的目標(biāo)并網(wǎng)功率求取策略包括傅里葉變換、小波分析、一階低通濾波及相關(guān)算法、滑動(dòng)平均濾波、卡爾曼濾波等多種數(shù)據(jù)處理方法以及模態(tài)分解和模型預(yù)測(cè)控制［5-8］等其他方法。一階低通濾波算法由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)等特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，但運(yùn)行過(guò)程中的相位延遲問(wèn)題無(wú)法得到有效解決，從而影響混合儲(chǔ)能系統(tǒng)（Hybrid Energy Storage System，HESS）最終功率平抑效果。文獻(xiàn)［9］提出了一種基于概率預(yù)測(cè)的HESS 定容和控制方案，以自適應(yīng)變分模態(tài)分解方法提取各風(fēng)電場(chǎng)的頻率分量，可顯著降低HESS 的安裝成本和運(yùn)行成本并有效平滑風(fēng)電功率波動(dòng)。文獻(xiàn)［10］采用卡爾曼濾波得到目標(biāo)曲線，建立混合儲(chǔ)能雙堆自循環(huán)協(xié)調(diào)控制策略，可提高電能質(zhì)量，延長(zhǎng)儲(chǔ)能器件的使用壽命。文獻(xiàn)［11］采用混合儲(chǔ)能與功率前饋相結(jié)合的方式，從而實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)誤差的全補(bǔ)償，有效抑制了母線電壓受光伏輸出變化和負(fù)載功率的影響。文獻(xiàn)［12］提出將模型算法控制與滑動(dòng)平均濾波相結(jié)合求得上層混合儲(chǔ)能動(dòng)作功率目標(biāo)，再建立下層混合儲(chǔ)能容量最優(yōu)配比多目標(biāo)模型，減小了風(fēng)電波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響。

風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能規(guī)模受成本等因素約束，如何在保證并網(wǎng)功率的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮儲(chǔ)能潛力具有重要意義。儲(chǔ)能系統(tǒng)的波動(dòng)功率平抑能量管理策略直接影響儲(chǔ)能設(shè)備壽命以及實(shí)際并網(wǎng)功率效果。文獻(xiàn)［13］針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC）控制問(wèn)題，以儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC和SOC變化率為約束調(diào)整儲(chǔ)能系統(tǒng)功率，延長(zhǎng)了電池使用壽命。文獻(xiàn)［14］針對(duì)光儲(chǔ)微網(wǎng)中蓄電池儲(chǔ)能作用下電壓波動(dòng)大、充放電性能差等問(wèn)題，提出基于前饋線性自抗擾控制方法的蓄電池儲(chǔ)能控制策略，優(yōu)化了蓄電池儲(chǔ)能的效果。文獻(xiàn)［15］提出了濾波器參數(shù)選取原則，在考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC 的基礎(chǔ)上提出波動(dòng)平抑策略，解決了風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)電能質(zhì)量差的問(wèn)題。文獻(xiàn)［16］分析了各頻段功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)頻率的影響，提出儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC 管理策略，有效提高了并網(wǎng)電能質(zhì)量，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC調(diào)節(jié)具有顯著作用。

上述文獻(xiàn)對(duì)獲取風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)目標(biāo)功率具有促進(jìn)作用，在改善儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC，延長(zhǎng)電池壽命方面也提供了很好的參考，但上述研究大多依賴具體算法調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC，運(yùn)算速度慢，限制了儲(chǔ)能的功率波動(dòng)平抑能力［17］。

為了快速平抑風(fēng)電功率波動(dòng)，解決儲(chǔ)能充放電時(shí)存在的SOC 偏移問(wèn)題，本文提出一種基于雙卡爾曼濾波器優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC 的風(fēng)電功率波動(dòng)平抑策略。首先利用不同標(biāo)準(zhǔn)的卡爾曼濾波器同時(shí)獲取風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)目標(biāo)功率信號(hào)；然后根據(jù)不同目標(biāo)求取儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑波動(dòng)功率信號(hào)，以標(biāo)準(zhǔn)并網(wǎng)功率信號(hào)為基準(zhǔn)，分別求取儲(chǔ)能寬范圍充放電功率目標(biāo)控制信號(hào)，依據(jù)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行SOC 判斷儲(chǔ)能動(dòng)作指令，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能工作狀態(tài)的快速恢復(fù)；最后建立風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)并網(wǎng)動(dòng)態(tài)仿真模型，驗(yàn)證所提風(fēng)電功率波動(dòng)平抑策略的可行性。

1 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)功率平抑策略

1.1 雙卡爾曼濾波能量管理策略結(jié)構(gòu)

雙卡爾曼濾波能量管理方式下混合儲(chǔ)能風(fēng)電功率波動(dòng)平抑系統(tǒng)由風(fēng)電機(jī)組、鋰電池組、超級(jí)電容組、控制單元、電網(wǎng)、DC-DC 轉(zhuǎn)換器以及AC-DC轉(zhuǎn)換器等組成［18-19］，如圖1 所示（圖中：PW為風(fēng)電場(chǎng)整流后的原始輸出功率；PBa和PSc分別為電池輸出功率、超級(jí)電容輸出功率；PG為風(fēng)電場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)并網(wǎng)功率）。

圖1 雙卡爾曼濾波能量管理方式下混合儲(chǔ)能風(fēng)電功率波動(dòng)平抑系統(tǒng)Fig.1 Power fluctuation mitigation system for a wind powerenergy storage hybrid system based on double Kalman filter

該系統(tǒng)通過(guò)控制單元中的雙卡爾曼濾波獲取儲(chǔ)能系統(tǒng)控制信號(hào)，波動(dòng)功率分別由超級(jí)電容、鋰電池承擔(dān)。中央控制器根據(jù)風(fēng)電功率和鋰電池組SOC 確定儲(chǔ)能系統(tǒng)總平抑功率，進(jìn)而通過(guò)低通濾波器進(jìn)行分頻，使用比例積分（PI）控制器控制變流器動(dòng)作實(shí)現(xiàn)功率控制；其中低頻功率由鋰電池組承擔(dān)輸出功率PBa，高頻功率由超級(jí)電容組承擔(dān)輸出功率PSc，從而平滑風(fēng)電場(chǎng)輸出功率PW，使風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)功率PG達(dá)到并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

由于本文采用混合儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑風(fēng)電功率波動(dòng)，在獲取混合儲(chǔ)能系統(tǒng)總平抑功率的基礎(chǔ)上利用低通濾波器進(jìn)行二次分配，超級(jí)電容與鋰電池儲(chǔ)能動(dòng)作趨勢(shì)設(shè)為一致，因此僅采用鋰電池SOC 作為判定下一時(shí)刻儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑功率的依據(jù)。

1.2 雙卡爾曼濾波能量管理策略數(shù)學(xué)模型

1.2.1 卡爾曼濾波能量管理方式

卡爾曼濾波器由于其良好的性能被廣泛用于通信、控制等領(lǐng)域。風(fēng)電場(chǎng)功率發(fā)生突變時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)濾波增益獲得較好的目標(biāo)并網(wǎng)功率。卡爾曼濾波利用觀測(cè)值和估計(jì)值共同決定目標(biāo)值，優(yōu)勢(shì)在于能夠利用估計(jì)值預(yù)測(cè)下一時(shí)刻狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻觀測(cè)值修正上一時(shí)刻估計(jì)值，具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和較快的收斂速度?？柭鼮V波用于平抑風(fēng)電功率波動(dòng)時(shí)必須要建立對(duì)應(yīng)的時(shí)間更新方程和狀態(tài)更新方程［20］。

時(shí)間更新方程

狀態(tài)更新方程

式中：PW(t|t- 1)為t-1 時(shí)刻得出的t時(shí)刻先驗(yàn)估計(jì)值；P0(t- 1|t- 1)為t-1 時(shí)刻風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)功率；P(t|t- 1)為先驗(yàn)估計(jì)的協(xié)方差；P(t- 1|t- 1)為t-1 時(shí)刻狀態(tài)估計(jì)的協(xié)方差；P0(t|t)為t時(shí)刻風(fēng)電功率并網(wǎng)值；PW(t)為t時(shí)刻風(fēng)電場(chǎng)輸出功率；G(t)為卡爾曼濾波器增益；Q為過(guò)程噪聲協(xié)方差；R為量測(cè)噪聲協(xié)方差。

標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波器下儲(chǔ)能平抑功率為

1.2.2 雙卡爾曼濾波能量管理方式

卡爾曼濾波器中的R值直接影響目標(biāo)并網(wǎng)功率，為在標(biāo)準(zhǔn)情況下達(dá)到預(yù)期效果，通過(guò)引入修正量δ獲取最平滑并網(wǎng)目標(biāo)曲線，依據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC及時(shí)調(diào)整動(dòng)作指令，防止儲(chǔ)能過(guò)載。

獲取最平滑并網(wǎng)目標(biāo)曲線時(shí)，式（5）改為

式中：δ為獲取最平滑并網(wǎng)目標(biāo)功率時(shí)卡爾曼濾波增益修正量。

修正后可得最平滑風(fēng)電功率并網(wǎng)值為

δ值應(yīng)在滿足電力系統(tǒng)并網(wǎng)有功功率波動(dòng)限制的基礎(chǔ)上加以確定，在此基礎(chǔ)上考慮濾波器自身限制。選取國(guó)內(nèi)某風(fēng)電場(chǎng)24 h 實(shí)際發(fā)電功率與滿足并網(wǎng)要求的不同δ值下的并網(wǎng)功率，如圖2所示。

圖2 不同δ值下某風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)功率Fig.2 Grid-connected power of a wind farm under different δ value

通過(guò)對(duì)比相鄰δ下24 h 內(nèi)同一時(shí)刻并網(wǎng)功率差的平方和ki，進(jìn)一步確定δ的取值

式中：Pi，t為t時(shí)刻δ=i時(shí)的并網(wǎng)功率。

如圖3 所示，隨著δ值的增大ki逐漸減小，當(dāng)δ=7 時(shí)ki減速明顯放緩并趨于一條直線，表明當(dāng)δ＞7時(shí)，不同δ取值的風(fēng)電場(chǎng)有功功率并網(wǎng)效果趨于一致，因此取δ=7。

圖3 不同δ值下ki變化趨勢(shì)Fig.3 Variation trend of ki under different δ value

修正后的儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑功率為

其中，P1ES(t)＞0 表示儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，P1ES(t)＜0 表示儲(chǔ)能系統(tǒng)放電。

充電功率

放電功率

儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC用來(lái)表示設(shè)備中的剩余能量，即

式中：Es為儲(chǔ)能設(shè)備剩余容量；Er為儲(chǔ)能設(shè)備額定容量；SOC的取值范圍為0～100%。

基于雙卡爾曼濾波能量管理的風(fēng)電功率平滑策略是指根據(jù)鋰電池SOC 調(diào)整下一時(shí)刻儲(chǔ)能系統(tǒng)動(dòng)作功率，雙目標(biāo)并網(wǎng)功率可以在平滑風(fēng)電功率波動(dòng)的同時(shí)改善儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC。

系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，隨著鋰電池SOC 的變化，儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑功率波動(dòng)指令隨之改變，本文將鋰電池的SOC值SOC，Ba以SOC，h，SOC，l為正常工作上、下限劃分為3個(gè)層次

儲(chǔ)能系統(tǒng)工作過(guò)程中應(yīng)盡可能控制SOC趨向50%，以應(yīng)對(duì)未來(lái)時(shí)刻平抑波動(dòng)要求。

儲(chǔ)能系統(tǒng)功率隨SOC，Ba變化，平抑風(fēng)電波動(dòng)功率曲線如圖4 所示。從圖4 可看出，SOC，Ba長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行發(fā)生偏移時(shí)，可實(shí)時(shí)調(diào)整目標(biāo)平抑波動(dòng)功率，改善儲(chǔ)能系統(tǒng)過(guò)充、過(guò)放現(xiàn)象。

圖4 雙卡爾曼濾波能量管理方式與原有方式對(duì)比Fig.4 Comparison of the power under double Kalman filter and original energy management strategy

2 基于雙卡爾曼濾波的能量管理策略

雙卡爾曼濾波能量管理系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波器、優(yōu)化卡爾曼濾波器以及混合儲(chǔ)能系統(tǒng)功率控制模塊構(gòu)成。

正常情況下，雙卡爾曼濾波能量管理系統(tǒng)通過(guò)控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電來(lái)平滑功率波動(dòng)。如圖5 所示，當(dāng)SOC，Ba超出限定值時(shí)，混合儲(chǔ)能控制系統(tǒng)根據(jù)SOC，Ba所處狀態(tài)自適應(yīng)判別儲(chǔ)能系統(tǒng)動(dòng)作功率信號(hào)，在滿足風(fēng)電功率并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的前提下使混合儲(chǔ)能系統(tǒng)加速恢復(fù)SOC，以應(yīng)對(duì)功率波動(dòng)。

經(jīng)儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑后的風(fēng)電場(chǎng)最終輸出功率為

本文采用的雙卡爾曼濾波能量管理整體流程如圖6所示。

圖6 雙卡爾曼濾波能量管理整體流程Fig.6 Working flow of a double Kalman filter energy management module

（1）輸入原始風(fēng)電功率信號(hào)計(jì)算功率波動(dòng)率。

（2）在波動(dòng)率約束下利用標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波器獲取目標(biāo)并網(wǎng)功率信號(hào)和總儲(chǔ)能平抑功率信號(hào)；利用優(yōu)化卡爾曼濾波器得到最平滑并網(wǎng)功率信號(hào)和儲(chǔ)能平抑功率信號(hào)P1ES(t)。

（3）采用功率控制器1獲取儲(chǔ)能充電功率P2ES(t)和儲(chǔ)能放電功率P3ES(t)。

（4）通過(guò)功率控制器2 實(shí)時(shí)獲取電池儲(chǔ)能SOC，根據(jù)SOC分配儲(chǔ)能平抑功率。

（5）利用低通濾波器實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能功率信號(hào)的二次分配，超級(jí)電容器平抑高頻波動(dòng)，電池平抑低頻波動(dòng)。

3 算例分析

為了驗(yàn)證雙卡爾曼濾波能量管理策略的正確性和有效性，基于Matlab/Simulink 搭建了風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)模型。仿真過(guò)程中，風(fēng)速按照階躍變化分為2 個(gè)部分，分別仿真儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC 在低于30%和高于70%時(shí)儲(chǔ)能控制策略的合理性。

圖7為風(fēng)電原始輸出功率與經(jīng)雙卡爾曼濾波后的目標(biāo)并網(wǎng)功率，其中濾波器1 為原有能量管理方式。

圖7 風(fēng)電場(chǎng)原始輸出功率與雙卡爾曼濾波功率Fig.7 Original output and the power optimized by double Kalman filter

由圖7 可以看出，經(jīng)卡爾曼濾波器1 后風(fēng)電場(chǎng)輸出功率波動(dòng)幅值有所減小，卡爾曼濾波器2 的結(jié)果相對(duì)濾波器1 更加平滑，并且在波動(dòng)尖峰位置卡爾曼濾波器2體現(xiàn)出良好的性能。

通過(guò)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的平抑，可以得到雙卡爾曼濾波器下儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑總功率曲線，如圖8 所示。從圖8可知，獲取最平滑并網(wǎng)功率的同時(shí)，需要更大的儲(chǔ)能容量才可達(dá)到理想效果。

圖8 充電狀態(tài)下儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑總功率Fig.8 Total power smoothed by the energy storage system under charging state

獲取儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑總功率后，通過(guò)低通濾波器實(shí)現(xiàn)功率信號(hào)的二次分配，電池儲(chǔ)能平抑低頻波動(dòng)，超級(jí)電容儲(chǔ)能平抑高頻波動(dòng)，如圖9所示。

圖9 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)功率二次分配Fig.9 Secondary power distribution of the hybrid energy storage system

平滑風(fēng)電功率波動(dòng)過(guò)程中，儲(chǔ)能設(shè)備對(duì)功率指令的實(shí)際平抑效果直接影響最終并網(wǎng)功率質(zhì)量。圖10 為目標(biāo)并網(wǎng)功率與儲(chǔ)能動(dòng)作后實(shí)際并網(wǎng)功率的對(duì)比，從仿真結(jié)果可以看出，并網(wǎng)功率基本跟蹤目標(biāo)功率指令。

圖10 實(shí)際并網(wǎng)功率與目標(biāo)功率對(duì)比Fig.10 Comparison of the actual grid-connected power and target power

雙卡爾曼濾波能量管理方式下，在保證實(shí)際并網(wǎng)功率平滑的同時(shí)，可加快儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC 的恢復(fù)速度。如圖11所示，雙卡爾曼濾波能量管理方式下風(fēng)電最終并網(wǎng)功率明顯比原有方式平滑。當(dāng)電池SOC值SOC，Ba低于30%時(shí)，儲(chǔ)能應(yīng)加速充電促進(jìn)電池狀態(tài)恢復(fù)，從圖12 可以看出：0 —1 s，2 種能量管理方式下SOC，Ba動(dòng)作趨于一致，保證儲(chǔ)能容量不會(huì)因此大幅增長(zhǎng)；1—3 s，雙卡爾曼濾波能量管理方式下SOC，Ba可更快恢復(fù)。

圖11 充電狀態(tài)下2種能量管理方式實(shí)際并網(wǎng)功率對(duì)比Fig.11 Actual grid-connected power of two energy management strategies in charging state

圖12 充電狀態(tài)下2種能量管理方式SOC，Ba對(duì)比Fig.12 Comparison of SOC，Ba in charging state under twoenergy management strategies

由圖13 可見，在雙卡爾曼濾波能量管理方式下，超級(jí)電容SOC值SOC，Sc恢復(fù)速度優(yōu)于原有方式。

圖13 充電狀態(tài)下2種能量管理方式SOC，Sc對(duì)比Fig.13 Comparison of SOC，Sc in charging state under two energy management strategies

為充分證明本文所提方法的有效性，在電池放電狀態(tài)下進(jìn)行仿真試驗(yàn)，令初始時(shí)刻風(fēng)速為12 m/s，1.5 s 后階躍為7 m/s，圖14 為標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波器1、最平滑卡爾曼濾波器2與雙卡爾曼濾波管理方式下儲(chǔ)能平抑功率。雙卡爾曼濾波能量管理方式下，儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC 較高需要放電時(shí)，取單獨(dú)濾波管理方式下儲(chǔ)能控制曲線上包絡(luò)線作為最終儲(chǔ)能動(dòng)作功率，在保證儲(chǔ)能容量小幅增長(zhǎng)的同時(shí)改善SOC，優(yōu)化風(fēng)電并網(wǎng)功率。由圖14 可見，1.8 s 時(shí)儲(chǔ)能平抑功率發(fā)生變化。

圖14 放電狀態(tài)下3種能量管理方式儲(chǔ)能平抑功率對(duì)比Fig.14 Power fluctuation suppression performances of three energy management strategies for the battery in discharge state

由圖15—16可以看出，雙卡爾曼濾波能量管理方式下儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC 加速向50%靠近，控制效果優(yōu)于原有方式。

圖15 放電狀態(tài)下2種能量管理方式SOC，Ba對(duì)比Fig.15 Comparison of SOC，Ba in discharge state under two energy management strategies

圖16 放電狀態(tài)下2種能量管理方式SOC，Sc對(duì)比Fig.16 Comparison of SOC，Sc in discharge state under two energy management strategies

圖17 為在儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC 高于70%時(shí)2 種能量管理方式下風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際并網(wǎng)功率曲線。由圖17 可以看出：雙卡爾曼濾波管理方式下可實(shí)時(shí)獲取并網(wǎng)目標(biāo)功率，尖峰位置控制效果尤為顯著；雙卡爾曼濾波管理方式下，儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC 正常時(shí)保持原有控制，SOC 發(fā)生偏移時(shí)可在并網(wǎng)功率平滑的同時(shí)優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC恢復(fù)速度，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

圖17 放電狀態(tài)下2種能量管理方式實(shí)際并網(wǎng)功率對(duì)比Fig.17 Comparison of the grid-connected power under two energy management strategies in discharge state

為了客觀評(píng)價(jià)2 種能量管理方式的平抑性能，引入波動(dòng)率α

式中：PN為風(fēng)電裝機(jī)容量；PG(t)為t時(shí)刻風(fēng)電并網(wǎng)功率。

由此得到2種能量管理方式下風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)功率波動(dòng)率，見表1。由表1 可知，同等條件下雙卡爾曼濾波能量管理方式的波動(dòng)率較原有方式下降8.73百分點(diǎn)，比風(fēng)電場(chǎng)輸出功率波動(dòng)率下降22.39 百分點(diǎn)。

表1 2種能量管理方式下風(fēng)電并網(wǎng)功率波動(dòng)率對(duì)比Table 1 Power fluctuation rates of wind power grid connection under two energy management strategies

4 結(jié)論

為改善風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)電并網(wǎng)功率波動(dòng)問(wèn)題，本文提出了一種考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC 安全范圍的雙卡爾曼濾波風(fēng)電功率波動(dòng)平抑策略，通過(guò)仿真對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，得出以下結(jié)論。

（1）采用雙卡爾曼濾波能量管理后，風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)功率波動(dòng)幅值減小，尖峰位置尤為顯著，功率波動(dòng)率較原有方式有所下降。

（2）正常工作狀態(tài)時(shí)，雙卡爾曼濾波能量管理方式下儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC 保持原有方式，發(fā)生偏移時(shí)充放電均可使儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC 加速向50%靠近，可改善儲(chǔ)能設(shè)備工作狀態(tài)，充分發(fā)揮儲(chǔ)能介質(zhì)波動(dòng)平抑能力，優(yōu)化儲(chǔ)能平抑功率波動(dòng)效果。