[發明專利]一種風儲協調控制方法、系統、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202110232969.1
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113036822B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 李相俊;姜倩;王彤;惠東;賈學翠;王上行;全慧;馬會萌;牛萌;盛興;段方維;史松杰
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/32;H02J3/42
• 代理公司: 北京中巡通大知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 張弘

本發明公開了一種風儲協調控制方法、系統、設備及存儲介質，所述風儲協調控制方法包括：根據風儲并網點頻率得到風儲并網參考有功功率；基于風儲并網參考有功功率設置功率有限狀態機；基于風電機組轉速與儲能機組荷電狀態設置風儲有限狀態機；通過功率有限狀態機和風儲有限狀態機計算風電機組與儲能機組參考有功功率，并根據參考有功功率進行風儲協調控制。本發明綜合考慮風電機組轉速與儲能機組荷電狀態，在響應系統頻率變化的基礎上降低風電機組失穩風險并實現儲能機組優化管理。

技術領域

本發明涉及風儲參與頻率控制技術領域，更具體地涉及一種風儲協調控制方法、系統、設備及存儲介質。

背景技術

風力發電的發展對于改善能源結構，降低碳排放具有重大推動作用。然而，風力發電的不確定性導致系統頻率波動，同時由于風電機組轉速與電網頻率解耦，降低了系統頻率響應能力。基于此學者提出在轉子側換流器控制環節中引入與系統頻率相關的參考功率附加量，利用轉子動能參與響應系統頻率。但風力發電機頻率響應能力受風力發電機工況限制，且功率易發生二次波動。

近年來，發展迅速的電力電子行業使儲能系統的控制更加靈活。而且隨時規模化電池儲能電站的技術經濟性快速提升，電池儲能電站并網應用規模也逐步向百兆瓦級和吉瓦級的超大規模化、跨越式發展。電池儲能技術動態響應好，配置容量適中，引入電池儲能與風力發電相配合提升頻率響應可靠性。電池儲能成本較高，過度充放電對其自身造成不可逆的傷害，運行過程中需考慮其自身安全性與經濟性。隨著大規模風電場和超大規模電池儲能電站并網規模的逐步增加，亟待解決應對大規模風電機組失穩的風儲協調控制難題。

發明內容

針對現有技術中風電機組失穩風險高的技術問題，本發明提供了一種風儲協調控制方法、系統、設備及存儲介質。本發明綜合考慮風電機組轉速與儲能機組荷電狀態，在響應系統頻率變化的基礎上降低風電機組失穩風險并實現儲能機組優化管理。尤其是在風儲響應系統頻率變化時，綜合考慮風電機組轉速與儲能荷電狀態的限制。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種風儲協調控制方法，包括如下步驟：

將風儲并網點頻率經綜合慣量環節得到風儲并網參考有功功率；

基于風儲并網參考有功功率與允許最大頻率波動對應的有功功率數值關系建立功率有限狀態機；基于風電機組轉速與儲能機組荷電狀態及其對應的限值建立風儲有限狀態機；

通過功率有限狀態機和風儲有限狀態機計算風電機組參考有功功率與儲能機組參考有功功率，并根據風電機組參考有功功率與儲能機組參考有功功率進行風儲協調控制。

作為本發明的進一步改進，所述綜合慣量環節是根據實際電網情況與頻率響應要求選取下垂控制參數與虛擬慣量控制參數生成風儲并網參考有功功率。

作為本發明的進一步改進，所述風電機組轉速的限值為風電機組引起功率二次波動風險的限值。

作為本發明的進一步改進，所述功率有限狀態機包含以下狀態：

第一功率狀態：|P|≤C的狀態；

第二功率狀態：P-C的狀態；

第三功率狀態：PC的狀態；

其中，P為風儲并網參考有功功率，C為系統允許最大頻率波動對應的風儲并網參考有功功率，C0。

作為本發明的進一步改進，所述風儲有限狀態機共包含以下狀態：

第一風儲狀態：SOCSOC_min,ww_min的狀態；

第二風儲狀態：SOCSOC_min,w_min≤w≤w_max的狀態；