[發明專利]一種風儲聯合發電中儲能系統雙時間尺度控制方法

在審

• 申請號: 201811426021.4
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109274126A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 楊冬;周寧;馬琳琳;張冰;張鵬飛;武誠;李新;麻常輝;邢魯華;鄭天茹;陳博;趙康;馬歡;李山;蔣哲;李文博;劉文學
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 濰坊鳶都專利事務所 37215
• 代理人: 郭清

本發明公開了一種風儲聯合發電中儲能系統雙時間尺度控制方法，構建兩層控制框架，在外層控制中，基于優化理論來調度儲能系統大時間尺度上各時段的基準出力；在內層控制中，以外層優化結果為控制約束，平抑風電出力小時間尺度上的高頻波動。通過內外層控制間的協調配合，利用儲能系統平抑風電出力波動性、提高電網運行經濟性及對風電的消納能力。

技術領域

本發明涉及新能源發電領域，尤其涉及一種風儲聯合發電中儲能系統雙時間尺度控制方法。

背景技術

近年來，以風電為代表的間歇性可再生能源發展迅速，裝機容量不斷增加。然而，可再生能源的波動性和間歇性會加重電網調度和控制的壓力，降低電網消納可再生能源的能力，造成棄電等問題，嚴重制約電網運行的經濟性和可靠性。儲能系統可以在一定程度上降低風電等可再生能源發電的波動性和隨機性，平抑可再生能源發電的出力波動。因此，如何控制儲能系統提高可再生能源發電的經濟性和安全性，提高電網對可再生能源發電的消納能力具有重要意義。

在已有的研究和設計中，風儲聯合發電中儲能系統的控制策略大致可分為兩類：一類以平滑風電場發電出力為目標，通過平抑出力波動，提高可風力發電的電網友好性，降低電網調度和控制的壓力；另一類以改善電網的運行為目標，通過儲能系統出力和風力發電出力間的協調配合，提高電網運行的經濟性及電網對可再生能源消納能力等目標。

目前，對于風儲聯合發電中儲能系統控制問題的研究還不夠豐富和深入，現有的控制方法大都側重于上述兩類控制策略中的一種，不能很好地兼顧風儲聯合發電系統的出力波動性和電網側的運行經濟性等目標。

發明內容

本發明的目的就是解決上述問題，提供一種風儲聯合發電中儲能系統雙時間尺度控制方法，構建兩層控制框架，在外層控制中，基于優化理論來調度儲能系統大時間尺度上各時段的基準出力；在內層控制中，以外層優化結果為控制約束，平抑風電出力小時間尺度上的高頻波動。通過內外層控制間的協調配合，利用儲能系統平抑風電出力波動性、提高電網運行經濟性及對風電的消納能力。

為實現上述目的，本發明的具體方案如下：

本發明公開了一種風儲聯合發電中儲能系統雙時間尺度控制方法，包括：

(1)獲取風儲聯合發電控制所需數據，初始化雙時間尺度控制框架，雙時間尺度控制框架包括儲能系統的滾動優化和站內協調兩部分；

(2)構建外層的滾動優化的控制模型，求解各優化時段內的儲能系統基準出力；

(3)以外層滾動優化的結果為約束條件，在內層的優化中動態調整儲能系統出力；

(4)綜合內外層的優化計算結果，生成儲能系統實時控制策略。

進一步地，所述步驟(1)中，風儲聯合發電控制系統獲取的相關數據包括：日負荷預測數據、風電超短期預測數據、風力發電機組和儲能系統等電網的實時運行狀態數據等。相關數據可從監測裝置、預測軟件等輔助系統中獲取。

進一步地，所述步驟(1)中，雙時間尺度控制框架主要包括滾動優化和站內協調兩部分。在外層控制中，執行儲能系統的滾動優化調度，以超短期風功率預測、日負荷曲線及電網實時運行狀態為輸入數據，基于多目標優化技術，優化儲能系統在各時段內的基準出力。在內層控制中，執行儲能系統的站內協調，以外層優化結果為約束條件，動態調整儲能系統出力，平抑風儲聯合發電系統的聚合功率波動。

進一步地，所述步驟(2)中，外層滾動優化控制模型的優化目標函數具體為：