[發明專利]一種風電與光熱發電互補系統協調運行控制方法與裝置

有效

• 申請號: 201710658371.2
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN109386429B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 陳寧;朱凌志;趙大偉;王湘艷;趙亮;戴劍豐;湯奕;錢敏慧;施濤;劉艷章;丁杰;曲立楠;姜達軍;葛路明;韓華玲;張磊;于若英;何潔瓊
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網山西省電力公司電力科學研究院;國網山西省電力公司
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D7/00;F03G6/06;F01D15/10;F01K13/02
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種風電與光熱發電互補系統的協調運行控制方法，其特征在于，包括：

計算風電最大出力預測值和光熱發電最大出力預測值；

通過多目標優化模型確定各時刻的風電出力調度指令值和光熱發電出力調度指令值；所述多目標優化模型包括以風電與光熱發電互補系統的并網效益最大和并網輸出功率方差最小為目標構建的目標函數，所述目標函數的約束條件根據風電最大出力預測值和光熱發電最大出力預測值確定；

根據所述各時刻的風電出力調度指令值和光熱發電出力調度指令值，分別對所述風電與光熱發電互補系統中的風力發電站的實際功率以及光熱電站的實際功率進行控制；

所述風電最大出力預測值按下式計算：

其中，P_w.t表示t時刻風電最大出力預測值，C_P為風力機的風能利用系數，R_tur為風力機的葉片半徑，v_t為t時刻的預測風速，ρ為空氣密度；

所述光熱發電最大出力預測值按下式計算：

P_s.t＝Q_co.tη_te

其中，P_s.t為t時刻光熱發電最大出力預測值，η_te為蒸汽生產及汽輪發電機的效率，Q_co.t為t時刻單元集熱管的吸熱量，不考慮熱損失時，Q_co.t＝I_t·A·η_sc，I_t為t時刻太陽輻照強度預測值，A為集熱器的聚光面積，η_sc為聚光集熱系統的總效率；

所述通過多目標優化模型確定各時刻的風電出力調度指令值和光熱發電出力調度指令值包括：

確定如下式的目標函數：

Z＝min(f₁,f₂)

其中，Z為目標函數值，-f₁為風電與光熱發電互補系統的并網效益，f₂為風電與光熱發電互補系統的并網輸出功率方差，且f₁按照下式計算：

f₂按照下式計算：

其中，c_w為風電并網效益系數，c_s為光熱發電并網效益系數，為t時刻風電出力調度指令值，為t時刻光熱發電出力調度指令值，P_mean為風電與光熱發電互補系統并網功率的平均值，n為總時刻；

采用法線邊界交叉法求解目標函數，確定和

所述約束條件包括光熱發電出力約束、風電出力約束、儲熱系統約束以及風電與光熱發電互補系統運行約束；

所述光熱發電出力約束如下式：

其中，和分別為光熱發電出力調度指令值的上限和下限；

所述風電出力約束如下式：

所述儲熱系統約束如下式：

-P_max≤P_bess.t≤P_max

E_min≤E_t≤E_max

E_t＝E_t-1+P_bess.t-1

其中，P_bess.t為t時刻儲熱系統的蓄/放能量，P_bess.t＜0表示儲熱系統放能，P_bess.t＞0表示儲熱系統蓄能，P_max為儲熱系統的最大蓄/放能量；E_t為t時刻儲熱系統的能量；E_max和E_min分別為儲熱系統能量的上限和下限；E_t-1為t-1時刻儲熱系統的能量；P_bess.t-1為t-1時刻儲熱系統的蓄能量；

所述風電與光熱發電互補系統運行約束如下式：

其中，P_{line_max}為并網線路的最大傳輸功率，為t-1時刻光熱發電出力調度指令值，為t-1時刻風電出力調度指令值，RD和RU分別為爬坡功率的上限和下限。