[發明專利]一種實現前瞻性誤差資產轉換的風電場平滑并網方法

有效

• 申請號: 201910256779.6
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN110165698B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 李凌;卓毅鑫;盧純顥;鄧秋荃;聶宇;黃飛鵬;李一銘
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;G06Q50/06
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;裴康明

本發明涉及風電場并網場景下風電出力平滑性控制領域，具體涉及一種實現前瞻性誤差資產轉換的風電場平滑并網方法，具體步驟包括S1：建立誤差分布模型；S2：確定蓄電池以及氫儲能系統的充放電特性模型；S3：借鑒資產定價模型，對同一時間窗內的不同時刻風電場運行成本進行經濟性量化折算；S4：以前瞻周期內綜合成本最小為目標函數，建立模型預測控制調度模型：通過該方法，可在風電場并網的模型預測控制方法中，關注前瞻周期不同時間窗斷面帶來的不同成本等效折現量，由此指導風電場配套儲能設備的調度運行，減少風電場柔性并網的運行成本。

技術領域

本發明涉及風電場并網場景下風電出力平滑性控制領域，具體涉及一種實現前瞻性誤差資產轉換的風電場平滑并網方法。

背景技術

為響應建設綠色能源系統的號召，近年來風力等新能源發電的規模日益增加。同時，隨著風力發電技術的成熟，風電已成為目前應對化石能源枯竭以及環境惡化等問題的重要舉措。至上世紀90年代中期以來，我國逐步增加對風電市場的投入，截至2017年風電總裝機達18800萬kW。

然而，風力發電的固有特性對風電并網會帶來一系列技術問題，且隨著各網區內風電場數目容量的持續增加而日益突出。各國皆針對風電并網的有功輸出波動問題公布了相關政策規定。為了在風電并網期間保持風電功率的平滑性，目前針對風電場配套儲能裝置的控制方式一般結合模型預測控制方法，其中涉及到風電功率的超短期預測。因此，有必要精確分析超短期功率預測的預測誤差分布模式，并利用經濟學指標對預測誤差進行量化，以此為依據設計風電場配套混合儲能設備的控制方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種實現前瞻性誤差資產轉換的風電場平滑并網方法，參照經濟學的資產定價理論，對預測誤差對應的資本投資額進行量化折算，以減小風電場在并網時帶來的成本，實現風電場柔性并網，具體技術方案如下：

一種實現前瞻性誤差資產轉換的風電場平滑并網方法，包括以下步驟：

S1：分析風電功率超短期預測在分鐘級時間尺度上的誤差特性，利用t分布概率密度函數對誤差進行擬合，建立誤差分布模型；

風電功率超短期預測誤差值與預測前瞻時間長短有較大影響，呈t概率分布：

其中，u為位置系數；σ為尺度系數；ν為形狀系數。

S2：風電場配套的混合儲能系統包括蓄電池、氫儲能系統，所述氫儲能系統包括電解水、儲氫裝置、燃料電池；根據風電場配套的混合儲能系統的相關特性，確定蓄電池以及氫儲能系統的充放電特性模型；

不計蓄電池的自放電過程，其充放電數學模型可表示為：

E_B(t)＝E_B(t-1)+P_Bc(t)η_B-P_Bd(t)/η_B；

式中，E_B(t)為t時刻蓄電池的剩余能量；P_Bc(t)、P_Bd(t)為t時刻充電功率、t時刻放電功率；η_B為充放電效率，一般可達90％。

儲氫裝置的儲氫量變化為W_H(t)＝W_H(t-1)+P_Hc(t)·η_Hc，其中P_Hc(t)為t時刻輸入功率；η_Hc為對應的轉化效率，與P_Hc(t)有關。而在燃料電池放電過程中，一般認為放電效率η_Hd不變，則儲氫裝置的儲氫量變化為：W_H(t)＝W_H(t-1)-P_Hd(t)/η_Hd，其中P_Hd(t)為t時刻放電功率。