一种风电储能混合系统优化配置方法技术方案

本发明专利技术公开了一种风电储能混合系统优化配置方法，包括下列步骤：步骤1：计算风电场输出功率的数学期望p；步骤2：通过步骤1得到风电场输出功率的数学期望p，计算风电场平均功率水平P，找出与风电场平均功率水平P对应的风速值ν1，风电场平均功率水平P的计算公式为：P＝pM；其中M为风电场的额定输出；步骤3，以风速值ν1为基准，如果风速值大于ν1，则风电场按风速值ν1对应的有功功率输出，将超出部分的能量用储能设备存储起来，如果风速值小于ν1，风电场仍按风速值ν1对应的有功功率输出，不足的能量由所述储能设备补足；步骤4：用公式E＝PH计算储能设备的额定容量E，其中H为启动风速以下，期望风电场持续输出有功功率的小时数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风电领域的一种风电储能混合系统优化配置方法。
技术介绍
采用长短补偿运行模式的风电储能混合系统，储能电池的额定容量近似等于风电场的出力，这是由于夜晚，储能电池应能存储全部的风力发电量。该模式需要花费较高的大容量电池成本。应用储能电池来控制短期输出波动的短补偿运行模式也得到了广泛的研究。通常为了最小化电网频率的波动，电力公司会要求风电并网满足一定的条件。比如保持20分钟内风电出力波动不超过额定出力的10％。如果风电场的出力波动能够保持在允许范围内，电力公司可运用自有的发电量吸收任何功率波动。换句话说，能够提供数十分钟电力的出电量足以履行电力公司规定的最低要求。这意味着风电储能混合系统即使不运用钠硫电池一类大容量储能电池也是可以的。例如可以采用超级电容器和二次电池，如铅酸电池、镍氢电池、锂电池的混合储能系统来达到平滑风电出力的目的。与二次电池混合的超级电容储能系统能够储存任何地方产生的从秒到数十分钟的电力，从而平滑风电出力。超级电容器的循环寿命高达数百万次，因此十分适用于风电这样需要重复短时间充放电应用的场合。短补偿模式需要电池的容量较低，但其需要电力公司提供较多的补偿调整。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种风电储能混合系统优化配置方法，其可以克服长补偿和短补偿的缺陷，而体现出长补偿和 短补偿的优势，保证储能设备的额定容量最优。实现上述目的的一种技术方案是：一种风电储能混合系统优化配置方法，包括下列步骤：步骤1：计算风电场输出功率的数学期望p；步骤2：通过步骤1得到风电场输出功率的数学期望p，计算风电场平均功率水平P，找出与风电场平均功率水平P对应的风速值ν1，风电场平均功率水平P的计算公式为：P＝pM；其中M为风电场的额定输出；步骤3，以风速值ν1为基准，如果风速值大于ν1，则风电场按风速值ν1对应的有功功率输出，将超出部分的能量用储能设备存储起来，如果风速值小于ν1，风电场仍按风速值ν1对应的有功功率输出，不足的能量由所述储能设备补足；步骤4：用公式E＝PH计算储能设备的额定容量E，其中H为启动风速以下，期望风电场持续输出有功功率的小时数。进一步的，计算风电场输出功率的数学期望p的公式为： p = ∫ v i n v n f ( v ) q ( v ) d v + ∫ v n v o u t q ( v ) d v ; ]]>其中f(ν)为风电机组输出功率的特性函数，q(ν)为风电场风速概率分布函数，νin、νn和νout分别为切入风速、额定风速和切出风速。进一步的，对所述储能设备的额定容量进行取值时，应该使该储能设备的剩余容量值在0到额定容量之间来回波动。进一步的，风电场平均功率水平P可根据天气预报进行调整。采用了本专利技术的一种风电储能混合系统优化配置方法的技术方案，包括下列步骤：步骤1：计算风电场输出功率的数学期望p；步骤2：通过步骤1得到风电场输出功率的数学期望p，计算风电场平均功率水平P，找出与风电场平均功率水平P对应的风速值ν1，风电场平均功率水平P的计算公式为：P＝pM；其中M为风电场的额定输出；步骤3，以风速值ν1为 基准，如果风速值大于ν1，则风电场按风速值ν1对应的有功功率输出，将超出部分的能量用储能设备存储起来，如果风速值小于ν1，风电场仍按风速值ν1对应的有功功率输出，不足的能量由所述储能设备补足；步骤4：用公式E＝PH计算储能设备的额定容量E，其中H为启动风速以下，期望风电场持续输出有功功率的小时数。其技术效果是：可以克服长补偿和短补偿的缺陷，而体现出长补偿和短补偿的优势，保证储能设备的额定容量最优。具体实施方式本专利技术的专利技术人为了能更好地对本专利技术的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，进行详细地说明：本专利技术的一种风电储能混合系统优化配置方法，可以克服长补偿和短补偿的缺陷，而体现出长补偿和短补偿的优势。本专利技术的一种风电储能混合系统优化配置方法属于平台控制，可以根据风电场平均功率水平、电力调度等要求确定，以风电场风速概率分布函数，以及风电机组输出功率的特性函数为基础，以确定风电场长时间稳定输出所需要的最优的储能设备的额定容量，包括下列步骤：步骤1：根据风电场风速概率分布函数和风电机组输出功率的特性函数计算风电场输出功率的数学期望p，其公式为： p = ∫ v i n v n f ( v ) q ( v ) d v + ∫ v n v o u t q ( v ) d v ; ]]>其中f(ν)为风电机组输出功率的特性函数，q(ν)为风电场风速概率分布函数，νin、νn和νout分别为切入风速、额定风速和切出风速。步骤2：通过步骤1得到风电场输出功率的数学期望p，计算风电场平均功率水平P，找出与风电场平均功率水平P对应的风速值ν1。风电场平均功率水平P的计算公式为：P＝pM；其中M为风电场的额定输出。步骤3，以风速值ν1为基准，如果风速值大于ν1，则风电场按风速值ν1对应的有功功率输出，将超出部分的能量用储能设备存储起来，如果风速值小于ν1，风电场仍按风速值ν1对应的有功功率输出，不足的能量由储能设备补足。步骤4：用公式E＝PH计算储能设备的额定容量E，其中H为启动风速以下期望风电场持续输出有功功率的小时数。对储能设备额定容量进行取值时要考虑多方面的因素，主要有气象部门提供的较准确的持续大风或无风小时数。即气象部门预报数小时内无风的准确度远大于预报风速的实时变化，建设风电场所需承担的储能设备的成本，风电场在电网中的比重以及电网调频能力等。以东海风电场为例，计算得到p＝0.6pu，表明这个102MW风电场的平均功率水平P＝102×0.6＝61.2MW。调度中心可将风电场看成一个装机容量为61.2MW的发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电储能混合系统优化配置方法，包括下列步骤：步骤1：计算风电场输出功率的数学期望p；步骤2：通过步骤1得到风电场输出功率的数学期望p，计算风电场平均功率水平P，找出与风电场平均功率水平P对应的风速值ν1，风电场平均功率水平P的计算公式为：P＝pM；其中M为风电场的额定输出；步骤3，以风速值ν1为基准，如果风速值大于ν1，则风电场按风速值ν1对应的有功功率输出，将超出部分的能量用储能设备存储起来，如果风速值小于ν1，风电场仍按风速值ν1对应的有功功率输出，不足的能量由所述储能设备补足；步骤4：用公式E＝PH计算储能设备的额定容量E，其中H为启动风速以下，期望风电场持续输出有功功率的小时数。

【技术特征摘要】
1.一种风电储能混合系统优化配置方法，包括下列步骤：步骤1：计算风电场输出功率的数学期望p；步骤2：通过步骤1得到风电场输出功率的数学期望p，计算风电场平均功率水平P，找出与风电场平均功率水平P对应的风速值ν1，风电场平均功率水平P的计算公式为：P＝pM；其中M为风电场的额定输出；步骤3，以风速值ν1为基准，如果风速值大于ν1，则风电场按风速值ν1对应的有功功率输出，将超出部分的能量用储能设备存储起来，如果风速值小于ν1，风电场仍按风速值ν1对应的有功功率输出，不足的能量由所述储能设备补足；步骤4：用公式E＝PH计算储能设备的额定容量E，其中H为启动风速以下，期望风电场持续输出有功功率的小时数。2.根据权利要求1所述的一种风电储能混合系统优化配置方法，其特征在于：计算风电场输出功率的数学期望p的公式为： p = ∫ ν i n ν n ...

【专利技术属性】
技术研发人员：许唐云，瞿海妮，张鹏飞，田英杰，赵涛，陆瑾，黄卉，李永，吴晨，詹皓，王琦文，刘小倩，蓝天，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，华东电力试验研究院有限公司，上海久隆企业管理咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31