[發明專利]考慮雙饋風機調頻能力的儲能優化配置方法及系統

在審

• 申請號: 202211291503.X
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115513972A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 滕衛軍;劉陽;楊海晶;李朝暉;高澤;孫鑫;張亞飛;谷青發
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/46;H02J3/48;H02J3/28
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 鄭直

1.一種考慮雙饋風機調頻能力的儲能優化配置方法，其特征在于，包括：

步驟A1，采集風電機組輸入風速v_t、輸出功率、轉子轉速；采集電網頻率，并計算電網頻率偏差；

步驟A2，對比電網頻率偏差是否超過風電機組調頻死區范圍，當電網頻率偏差未超過風電機組調頻死區時，風機不參與調頻；當電網頻率偏差超過風電機組調頻死區時，風電機組進入調頻模式，轉入步驟A3；

步驟A3，在調頻模式中，根據風機運行狀態計算風機能夠吸收/釋放的有功功率，根據風機自身調頻能力與電網調度下達的風機調頻功率指令P_r的對比來判斷是否需要配置儲能，并得出為滿足電網調頻指令需求需要配置的儲能容量；

步驟A4，形成不同風速、不同頻率下的機組能夠吸收/釋放的能量分布，根據電網頻率偏差，計算不同頻率偏差下風電機組的調頻能力功率需求；

步驟A5，基于不同運行狀態下風電機組與儲能的協同優化關系，建立考慮儲能自身運行狀態與風電機組轉子狀態的優化模型，實現不同運行狀態下，風電機組與儲能調頻能力的最大化、以及儲能配置的經濟性。

2.根據權利要求1所述的一種考慮雙饋風機調頻能力的儲能優化配置方法，其特征在于，

步驟A1中，所述電網頻率偏差Δf_e，滿足如下關系式：

Δf_e＝f_e-f_eN (2)

式中，f_e表示電網運行頻率，f_eN表示電網額定頻率，取值為50Hz，風電機組調頻死區為±0.05Hz。

3.根據權利要求1所述的一種考慮雙饋風機調頻能力的儲能優化配置方法，其特征在于，

步驟A3中，包括：

步驟A 3.1，根據發電機運行轉速ω_t、轉速上限ω_max、轉速下限ω_min，計算得到風電機組能夠吸收/釋放的能量和有功功率；

步驟A 3.2，當風機自身調頻能力能夠滿足調頻指令時，由風機完成調頻，則無需配置儲能；

步驟A 3.3，當風機自身調頻能力無法滿足調頻指令時，則需要儲能提供額外的功率支撐，并得出為滿足電網調頻指令需求需要配置的儲能容量。

4.根據權利要求1所述的一種考慮雙饋風機調頻能力的儲能優化配置方法，其特征在于，

步驟A3.1中，依據下式，計算風電機組轉子轉速ω′_t；

式中，f_e*表示電網頻率的標幺值，P_ref表示機側變流器控制系統的有功功率給定，ω′_t表示轉子轉速給定，f_ir*表示轉子電流頻率的標幺值，a、b、c分別表示發電機轉子轉速與有功功率給定P_ref之間的關系系數。

5.根據權利要求4所述的一種考慮雙饋風機調頻能力的儲能優化配置方法，其特征在于，

步驟A3.1中，計算得到風電機組能夠釋放的能量為：

風電機組向上可調的有功功率為

風電機組能夠吸收的能量為：

風電機組向下可調的有功功率為

結合

得到風電機組向上、向下可調有功功率為風速的函數。

6.根據權利要求5所述的一種考慮雙饋風機調頻能力的儲能優化配置方法，其特征在于，

風電機組轉子轉速運行上下限分別設置為1.2p.u.、0.8p.u.。

7.根據權利要求4所述的一種考慮雙饋風機調頻能力的儲能優化配置方法，其特征在于，

步驟A3.2中，依據下發的風機調頻功率指令P_r，如果風電機組轉子吸收/釋放的能量能夠滿足電網調頻指令需求P_r時，則無需設置儲能。