[發(fā)明專利]利用儲能正外部性削減多風(fēng)電場棄風(fēng)的風(fēng)-儲系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710052137.5
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106786686B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 穆鋼;李軍徽;嚴(yán)干貴;國敢
• 申請（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué)
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/38;H02J3/46;H02J3/48
• 代理公司: 吉林市達(dá)利專利事務(wù)所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發(fā)明是一種利用儲能正外部性削減多風(fēng)電場棄風(fēng)的風(fēng)?儲系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略，其特點(diǎn)是，包括：確立多風(fēng)電場聯(lián)合外送環(huán)境下風(fēng)電場輸電限額的分配原則、儲能系統(tǒng)的外部性原理分析、利用儲能正外部性削減多風(fēng)電場棄風(fēng)的風(fēng)?儲系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略分析等內(nèi)容，在本控制策略下，充分利用了儲能的可用功率和容量產(chǎn)生的正外部性，在保證本地風(fēng)電場棄風(fēng)緩解的同時盡可能地減少了其他風(fēng)電場的棄風(fēng)，提高了儲能利用率，優(yōu)化了儲能緩解棄風(fēng)的效果，具有科學(xué)合理，適用性強(qiáng)，效果佳等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源發(fā)電、儲能技術(shù)領(lǐng)域，是一種利用儲能正外部性削減多風(fēng)電場棄風(fēng)的風(fēng)-儲系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略。

背景技術(shù)

低碳電力推動風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展，風(fēng)電在電網(wǎng)中的滲透率顯著增加；風(fēng)電機(jī)組輸出功率具有隨機(jī)性、間歇性和波動性等特點(diǎn)，風(fēng)電與負(fù)荷難以保持平衡，給風(fēng)電消納造成了一定困難；風(fēng)電資源充沛的地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，風(fēng)電外送的能力有限。這些問題是造成我國風(fēng)電開發(fā)過程中棄風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重的根本原因所在。儲能作為一項有效的棄風(fēng)削減措施，得到了普遍的重視與研究。

國內(nèi)外學(xué)者分別從以下幾個方面開展了研究：1)改進(jìn)儲能運(yùn)行的控制策略，優(yōu)化其充放電效率，提高儲能對棄風(fēng)的削減能力；2)應(yīng)用儲能參與調(diào)峰，提高風(fēng)電消納，減少棄風(fēng)；3)應(yīng)用儲能提高輸電線路可用傳輸能力，提高風(fēng)電外送，減小棄風(fēng)。然而在這些研究中，儲能的應(yīng)用一般都局限于單風(fēng)電場-單儲能系統(tǒng)的場景，儲能的作用范圍被限制在了配置了儲能的本地風(fēng)電場內(nèi)，對于更大范圍的風(fēng)電系統(tǒng)沒有影響力了。然而，在實際的儲能應(yīng)用過程中，由于風(fēng)電出力的高度隨機(jī)性，儲能的利用程度總是無法保持恒定。如果在儲能安裝規(guī)劃階段按照風(fēng)電出力最差的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲能配置，那么儲能在實際運(yùn)行中肯定會經(jīng)常處于較低的利用率水平。儲能應(yīng)用需要一種更靈活的控制策略來協(xié)調(diào)控制風(fēng)-儲聯(lián)合系統(tǒng)，提高儲能的利用水平，進(jìn)一步發(fā)揮儲能的潛力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種更科學(xué)合理、更靈活、適用性強(qiáng)，能夠有效的提高儲能功率和容量利用率，可削減多個風(fēng)電場棄風(fēng)的的廣域協(xié)調(diào)儲能控制策略；

解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種利用儲能系統(tǒng)的正外部性削減多風(fēng)電場棄風(fēng)的風(fēng)-儲系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略，其特征是，它包括以下內(nèi)容：

1)多風(fēng)電場聯(lián)合外送環(huán)境下風(fēng)電場輸電功率限額的分配原則

風(fēng)電場1、2、……、n構(gòu)成了一座風(fēng)電場群，風(fēng)電場群中的風(fēng)電場k，k＝1、2、……、n，是唯一裝有儲能系統(tǒng)的風(fēng)電場；風(fēng)電場群通過一條外送輸電通道向電網(wǎng)送出風(fēng)電功率和能量，各風(fēng)電場的輸電功率限額之和等于總線路輸電功率限額∑P_lim，由式(1)求得：

∑P_lim＝P_lim1+P_lim2+…+P_limn (1)

在t時刻，若總線路輸電功率限額∑P_lim高于風(fēng)電場群功率輸出瞬時值∑P'(t)，則風(fēng)電功率將不會受到限制，風(fēng)電場群總輸出功率將等于風(fēng)電場群功率輸出瞬時值∑P'(t)；

在t時刻，若總線路輸電功率限額∑P_lim低于風(fēng)電場群功率輸出瞬時值∑P'(t)，則會產(chǎn)生棄風(fēng)；為了合理地安排風(fēng)電場群的每座風(fēng)電場的棄風(fēng)功率，風(fēng)電場群的每座風(fēng)電場獲得的輸電功率限額P_lim1、……、P_limn將根據(jù)各座風(fēng)電場的裝機(jī)容量大小來進(jìn)行分配，分配原則如式(2)：

其中，i＝1…n；P_Gi為第i座風(fēng)電場的裝機(jī)容量，∑P_Gi則代表整個風(fēng)電場群的裝機(jī)容量；P_limi代表第i座風(fēng)電場的輸電功率限額，∑P_lim則代表總線路輸電功率限額；