[發明專利]風電場作為黑啟動電源的儲能配置方法及系統

有效

• 申請號: 202010098968.8
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111325393B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 劉玉田;劉威鵬
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06F30/20;G06F111/04;G06F17/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本公開提供了一種風電場作為黑啟動電源的儲能配置方法及系統，確定作為黑啟動電源的風電場的目標出力，根據風電場出力場景，分別采集儲能功率和容量配置樣本，制作樣本數據的散點圖和統計分布直方圖；確定候選非對稱copula函數，利用極大似然估計法依次對候選非對稱copula函數進行參數估計；以經驗copula函數作為參考，通過擬合度測試選定最合適的非對稱copula函數作為儲能功率和容量配置的聯合概率分布函數；利用核密度估計分別擬合儲能功率和容量的邊緣概率分布；給定儲能配置置信水平，建立機會約束規劃模型，求解儲能功率和容量的最優配置，得到配置方案。

技術領域

本公開屬于電網控制領域，涉及一種風電場作為黑啟動電源的儲能配置方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

隨著新能源滲透率的不斷提高、電力系統的網架結構和動態行為日益復雜，由于故障導致區域電網停電的風險不斷增加。例如2003年北美大停電、2011年印度大停電，都造成了巨大的經濟損失。因此為減少經濟損失，必須縮短停電的時間，在停電區域快速恢復供電。在新能源發電占比較高的局域電網中，尤其當以風電為代表的新能源發電占主導時，僅依靠水電機組等傳統黑啟動電源難以滿足快速恢復供電的需求；而且風電場作為主導電源應承擔更多責任，更加積極主動地為系統提供輔助服務。因此采用風電場作為黑啟動電源將成為必然選擇。

在黑啟動過程中，黑啟動電源應能夠提供穩定的功率，并且保持系統頻率和電壓的穩定。現在風電場中風機一般為雙饋感應電機和全功率換流器的永磁同步電機，具有一定的有功和無功功率調節能力。風電場作為黑啟動電源的主要挑戰來自風速的不確定性，配置儲能設備作為平滑風電場出力波動的能量緩存已經得到了廣泛的工程應用，并且能夠顯著地改善風電場的頻率響應特性。電壓穩定可以通過風機和SVC、SVG等無功補償設備的協調控制來保持。黑啟動過程與小系統孤立運行情況類似，針對儲能配置和頻率控制的研究已經表明儲能在自主運行中發揮的重要作用。隨著近些年儲能設備單位成本的不斷下降和風電場、儲能控制技術的不斷發展，風電場配置儲能設備的風儲系統已經具有作為黑啟動電源的潛力。

由于黑啟動過程通常需要較長時間，儲能配置一般需要考慮功率和容量兩方面。據發明人了解，現在關于儲能配置的研究大多只考慮其中一方面或者是獨立地考慮這兩個方面，沒有考慮儲能功率配置和容量配置之間的相關性，不利于降低儲能配置的成本。

發明內容

本公開為了解決上述問題，提出了一種風電場作為黑啟動電源的儲能配置方法及系統，本公開基于非對稱copula函數擬合聯合概率分布，通過極大似然估計和擬合度測試選擇最佳copula函數，提高擬合準確性，降低儲能配置的成本。

根據一些實施例，本公開采用如下技術方案：

一種風電場作為黑啟動電源的儲能配置方法，包括以下步驟：

確定作為黑啟動電源的風電場的目標出力，根據風電場出力場景，分別采集儲能功率和容量配置樣本，制作樣本數據的散點圖和統計分布直方圖；

確定候選非對稱copula函數，利用極大似然估計法依次對候選非對稱copula函數進行參數估計；

以經驗copula函數作為參考，通過擬合度測試(goodness of fit,GOF)選定最合適的非對稱copula函數作為儲能功率和容量配置的聯合概率分布函數；

利用核密度估計(kernel density estimation,KDE)分別擬合儲能功率和容量的邊緣概率分布；

給定儲能配置置信水平，建立機會約束規劃模型，求解儲能功率和容量的最優配置，得到配置方案。

作為可選擇實施方式，所述風電場的目標出力選為被啟動機組的輔機正常運行所需功率之和；對任意一個風電場出力場景，儲能輸出功率為風電場出力和目標出力的差值。