[發明專利]計及功率預測誤差的風電場有功出力優化控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202310534248.5
• 申請日: 2023-05-12
• 公開（公告）號: CN116316915B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 沈陽武;朱利鵬;沈非凡;姚英平;潘誠成;黃忠初;胡宇晗;習蘭云;劉暢;何立夫;張宸
• 申請（專利權）人: 武漢中元華電科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/24;H02J3/28
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種計及功率預測誤差的風電場有功出力優化控制方法，其特征在于，包括：

基于當前時刻風電場常規機組出力、儲能型機組出力與各自的儲能荷電狀態，綜合考慮風電預測誤差與風電場波動平抑，建立未來一段時間內的儲能型機組功率控制優化模型；

求解儲能型機組功率控制優化模型，獲得未來一段時間的儲能型機組中的儲能裝置充放電功率指令序列，并將第一個指令指示的功率作用于儲能型機組，控制儲能型機組中的儲能裝置在當前時刻以第一個指令指示的功率吸收或釋放風電功率；

滾動至下一時刻，不斷求解儲能型機組功率控制優化模型并將控制指令應用于儲能型機組；

所述建立未來一段時間內的儲能型機組功率控制優化模型，包括：

自k時刻到未來k+T時刻內，由第m臺儲能型機組配備的儲能裝置充放電功率與第m臺儲能型機組的原始風電輸出功率建立儲能型機組功率平衡方程；

基于當前時刻k的第m臺儲能型機組SOC、充放電功率、儲能型機組控制周期與容量建立儲能型機組SOC變化方程；

由儲能型機組功率平衡方程與常規機組功率相加得到風電場母線處的并網總功率；

基于風電場母線處的并網總功率及風電場并網日前預測功率計算當前時刻k風電場母線處預測功率的偏差；

由當前時刻k風電場母線處預測功率的偏差造成的預測誤差罰款與儲能型機組中儲能裝置充放電功率造成的折舊成本，構成儲能型機組功率控制優化模型的目標函數；

在約束條件中引入風電場并網處功率波動約束、儲能型機組中儲能裝置的充放電約束與儲能型機組SOC約束；

由建立儲能型機組功率平衡方程，其中，表示自k時刻到未來k+T時刻內，第m臺儲能型機組功率，表示第m臺儲能型機組配備的儲能裝置充放電功率，表示第m臺儲能型機組的原始風電輸出功率，M表示儲能型機組的數量，T表示時刻；

由建立儲能型機組SOC變化方程，其中，表示當前時刻k的第m臺儲能型機組SOC，表示充放電功率，表示儲能型機組控制周期，表示容量，M表示儲能型機組的數量，T表示時刻；

由得到風電場母線處的并網總功率，其中，表示風電場母線處的并網總功率，表示儲能型風電機組功率，表示常規機組功率，M表示儲能型機組的數量，N表示常規機組的數量；

由得到當前時刻k風電場母線處預測功率的偏差，表示風電場并網日前預測功率，表示風電場母線處的并網總功率；

由得到儲能型機組功率控制優化模型的目標函數，其中，表示儲能裝置折舊成本系數，表示并網偏差罰款系數，表示目標函數，表示第m臺儲能型機組配備的儲能裝置充放電功率，表示當前時刻k風電場母線處預測功率的偏差；

風電場并網處功率波動約束為：，儲能型機組中儲能裝置的充放電約束為：，儲能型機組SOC約束為：，其中，表示風電場母線處的并網總功率，表示并網處允許的最大功率波動，表示第m臺儲能型機組配備的儲能裝置充放電功率，表示儲能型機組中的儲能裝置額定功率，與分別表示儲能型機組荷電狀態SOC的上限和下限；

所述求解儲能型機組功率控制優化模型，獲得未來一段時間的儲能型機組中的儲能裝置充放電功率指令序列，并將第一個指令指示的功率作用于儲能型機組，控制儲能型機組中的儲能裝置在當前時刻以第一個指令指示的功率吸收或釋放風電功率，包括：

基于當前時刻下風電場儲能型機組SOC，求解儲能型機組功率控制優化模型，得到儲能型機組中儲能裝置的充放電功率，，并將第一個指令指示的功率作用于儲能型機組，控制儲能型機組m中的儲能裝置在k時刻以功率吸收或釋放風電功率，并得到風電場母線處并網總功率與母線處預測功率的誤差，基于目標函數對進行優化，使得在k時刻的母線處預測功率的誤差變小，其中，在k時刻機組m的功率為：，風電場母線處并網總功率為，母線處預測功率的誤差為。

2.一種計及功率預測誤差的風電場有功出力優化控制裝置，其特征在于，包括：

優化模型構建模塊，用于基于當前時刻風電場常規機組出力、儲能型機組出力與各自的儲能荷電狀態，綜合考慮風電預測誤差與風電場波動平抑，建立未來一段時間內的儲能型機組功率控制優化模型；

優化問題求解模塊，用于求解儲能型機組功率控制優化模型，獲得未來一段時間的儲能型機組中的儲能裝置充放電功率指令序列，并將第一個指令指示的功率作用于儲能型機組，控制儲能型機組中的儲能裝置在當前時刻以第一個指令指示的功率吸收或釋放風電功率；

循環執行模塊，用于滾動至下一時刻，不斷求解儲能型機組功率控制優化模型并將控制指令應用于儲能型機組；

所述建立未來一段時間內的儲能型機組功率控制優化模型，包括：

自k時刻到未來k+T時刻內，由第m臺儲能型機組配備的儲能裝置充放電功率與第m臺儲能型機組的原始風電輸出功率建立儲能型機組功率平衡方程；

基于當前時刻k的第m臺儲能型機組SOC、充放電功率、儲能型機組控制周期與容量建立儲能型機組SOC變化方程；

由儲能型機組功率平衡方程與常規機組功率相加得到風電場母線處的并網總功率；

基于風電場母線處的并網總功率及風電場并網日前預測功率計算當前時刻k風電場母線處預測功率的偏差；

由當前時刻k風電場母線處預測功率的偏差造成的預測誤差罰款與儲能型機組中儲能裝置充放電功率造成的折舊成本，構成儲能型機組功率控制優化模型的目標函數；

在約束條件中引入風電場并網處功率波動約束、儲能型機組中儲能裝置的充放電約束與儲能型機組SOC約束；

由建立儲能型機組功率平衡方程，其中，表示自k時刻到未來k+T時刻內，第m臺儲能型機組功率，表示第m臺儲能型機組配備的儲能裝置充放電功率，表示第m臺儲能型機組的原始風電輸出功率，M表示儲能型機組的數量，T表示時刻；

由建立儲能型機組SOC變化方程，其中，表示當前時刻k的第m臺儲能型機組SOC，表示充放電功率，表示儲能型機組控制周期，表示容量，M表示儲能型機組的數量，T表示時刻；

由得到風電場母線處的并網總功率，其中，表示風電場母線處的并網總功率，表示儲能型風電機組功率，表示常規機組功率，M表示儲能型機組的數量，N表示常規機組的數量；

由得到當前時刻k風電場母線處預測功率的偏差，表示風電場并網日前預測功率，表示風電場母線處的并網總功率；

由得到儲能型機組功率控制優化模型的目標函數，其中，表示儲能裝置折舊成本系數，表示并網偏差罰款系數，表示目標函數，表示第m臺儲能型機組配備的儲能裝置充放電功率，表示當前時刻k風電場母線處預測功率的偏差；

風電場并網處功率波動約束為：，儲能型機組中儲能裝置的充放電約束為：，儲能型機組SOC約束為：，其中，表示風電場母線處的并網總功率，表示并網處允許的最大功率波動，表示第m臺儲能型機組配備的儲能裝置充放電功率，表示儲能型機組中的儲能裝置額定功率，與分別表示儲能型機組荷電狀態SOC的上限和下限；

所述求解儲能型機組功率控制優化模型，獲得未來一段時間的儲能型機組中的儲能裝置充放電功率指令序列，并將第一個指令指示的功率作用于儲能型機組，控制儲能型機組中的儲能裝置在當前時刻以第一個指令指示的功率吸收或釋放風電功率，包括：

基于當前時刻下風電場儲能型機組SOC，求解儲能型機組功率控制優化模型，得到儲能型機組中儲能裝置的充放電功率，，并將第一個指令指示的功率作用于儲能型機組，控制儲能型機組m中的儲能裝置在k時刻以功率吸收或釋放風電功率，并得到風電場母線處并網總功率與母線處預測功率的誤差，基于目標函數對進行優化，使得在k時刻的母線處預測功率的誤差變小，其中，在k時刻機組m的功率為：，風電場母線處并網總功率為，母線處預測功率的誤差為。