[發明專利]一種儲能系統平抑風電功率波動的控制方法

有效

• 申請號: 202210895258.7
• 申請日: 2022-07-28
• 公開（公告）號: CN114977251B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 羅隆福;楊京渝;歐陽志國;馬芳
• 申請（專利權）人: 湖南華大電工高科技有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/24
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 熊開蘭

本發明公開了一種儲能系統平抑風電功率波動的控制方法，包括：根據風電場研究地區的風電特性與負荷需求之間的時序關系，確定風電場儲能系統在一個調度周期內的充電區間段和放電區間段；在充電區間段，以平抑風電功率向上波動為目標，對儲能系統進行充電或者不動作；在放電區間段，以平抑風電功率向下波動為目標，對儲能系統進行放電或者不動作；結合儲能系統的容量約束、充放電功率約束，對儲能系統的充電功率或放電功率實時進行調整。本發明可以提高谷時段風電消納能力，可以有效地減少儲能系統的充放電次數，提高儲能系統的經濟壽命，同時具備對能量的時空平移能力，能促進谷時段風電消納和減少棄風電量，有效提升了風儲系統的市場競爭力。

技術領域

本發明涉及風儲聯合發電系統控制技術領域，具體涉及一種計及谷時段風電消納的儲能系統平抑風電功率波動的控制方法。

背景技術

當前，風力發電是加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系以及持續推進碳減排發展戰略的重要組成之一，而風電功率的波動性和隨機性給電網的安全穩定運行帶來了巨大的沖擊和影響。為保障整個電力系統的安全穩定運行，促進新能源與傳統能源的發展，國家制定了風力發電運行管理相應的技術標準與行業規范。對風電功率預測誤差、功率波動等方面做了相應的規定和考核標準。利用儲能系統配合風電運行，是改善風力發電特性對并網影響的有效手段，促進大規模風電的并網消納。

儲能系統僅參與平抑風電功率波動為單一場景的控制，增加了儲能系統的充放電次數，縮短了電池的使用壽命，同時不能有效解決負荷低谷時段風電消納問題。以只考慮控制效果或電池壽命為單一的優化目標，難以在跟蹤效果與儲能使用壽命之間找到一個較好的平衡，從而影響風儲系統整體的經濟性與競爭力。風電具有明顯的反調峰特性，以平抑風電功率波動為單一目標的控制策略，不能有效提高負荷低谷時段風電消納以及減少棄風電量等問題，風電場儲能運營主體效益不明顯。

發明內容

為解決風儲聯合發電系統提高谷時段風電消納的同時能跟蹤風電曲線的技術問題，本發明提供了一種計及谷時段風電消納的儲能系統平抑風電功率波動控制方法。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種儲能系統平抑風電功率波動的控制方法，包括：

根據風電場研究地區的風電特性與負荷需求之間的時序關系，確定風電場儲能系統在一個調度周期內的充電區間段和放電區間段；

在充電區間段，以平抑風電功率向上波動為目標，對儲能系統進行充電或者不動作；

在放電區間段，以平抑風電功率向下波動為目標，對儲能系統進行放電或者不動作。

結合儲能系統的容量約束、充放電功率約束，進一步對儲能系統的充電功率或放電功率實時進行調整。

在放電區間段，將儲能系統的實時荷電狀態與荷電狀態下限進行比較，若，則調整儲能系統以放電功率下限作為當前時刻至結束時刻的放電功率進行放電；其中，表示放電區間段的結束時刻，為當前時刻，為儲能系統的額定容量；

在充電區間段，將儲能系統的實時荷電狀態與荷電狀態上限進行比較，若，則調整儲能系統以充電功率上限作為當前時刻至結束時刻的充電功率進行充電；其中，表示充電區間段的結束時刻。

作為優選，若風電場向電網輸電存在限電指令，則儲能系統的充電功率為：

（1）

式中，為風電場在時刻的實際風電功率，為儲能系統在時刻的充電功率，為自動發電控制在時刻限電指令所對應的限電功率；

若風電場向電網輸電不存在限電指令，則儲能系統以平抑風電功率向上波動為目標進行充電或不動作，具體地：

首先，計算儲能系統在時刻平抑1個控制時間間隔內的風電功率向上波動要求的充電功率：

（2）