海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理方法及系统，包括：获取当前时刻风电场运行数据和储能电站荷电状态数据；根据当前时刻风电场运行数据和储能电站荷电状态数据得到海上风电场的限电状态；若限电，海上风电场按限电调度计划出力，储能电站以最大功率充电；若非限电，将风电场和储能电站运行模式选择为调频模式或者调峰模式；根据调频模式或者调峰模式中修正结果修正风电场和储能出力。本发明专利技术方法能够对储能电站充放电功率和荷电状态进行实时调控，实现提升海上风电消纳和调峰调频的目的，同时优化了储能电站的能量管理。量管理。量管理。

【技术实现步骤摘要】
海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理方法及系统


[0001]本专利技术设计电力管理
，具体涉及一种储能电站的能量管理，尤其涉及一种海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理方法及系统。

技术介绍

[0002]在全球减少碳排放的大背景下，新能源发电逐渐成为一次能源消费的主要来源，大力发展新能源有助于各国能源消费多元化，优化能源结构和提升应对突发情况的能力。随着对新能源发展潜力的发掘，海上风电场因无需考虑地形对风速的影响、发电利用率高和对生态环境影响小等特点，从陆上风电场到海上风电场现成为一种趋势。
[0003]随着各类储能电池及其集成装配技术的迅猛发展，新能源场站配置储能电站解决新能源因波动性、间歇性和季节性引起等问题，同时储能电站也能参与电网的调峰调频、削峰填谷、跟踪计划出力和平滑风功率波动等单一或多重应用。
[0004]目前海上风电场的能量管理方法基本是依靠风电场本身调节或者是通过海底高压直流电缆传输到陆上换流站，再由换流站实现调峰调频，并未能够良好地实现海上风电场能量管理的远距离消纳和调峰调频目的，而为了提升海上风电调峰调频能力，海上风电场与大容量储能电站联合发电能够很好地解决海上风电能量远距离管理的问题。
[0005]在海上风电场配置储能电站后，如何实现储能电站的能量管理以满足提升海上风电场消调峰调频需求是核心问题。目前缺少了海上风电场配置大容量储能电站的能量管理方法。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理方法及系统。本专利技术方法能够对储能电站充放电功率和荷电状态进行实时调控，实现提升海上风电消纳和调峰调频的目的，同时优化了储能电站的能量管理。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0008]一种海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理方法，包括：
[0009]获取当前时刻风电场运行数据和储能电站荷电状态数据；
[0010]根据当前时刻风电场运行数据和储能电站荷电状态数据得到海上风电场的限电状态；若限电，海上风电场按限电调度计划出力，储能电站以最大功率充电；若非限电，将风电场和储能电站运行模式选择为调频模式或者调峰模式；
[0011]根据调频模式或者调峰模式中修正结果修正风电场和储能出力。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述根据当前时刻风电场运行数据和储能电站荷电状态数据得到海上风电场的限电状态包括：
[0013]从风电场日前调度数据中得到海上风电场的限电计划和非限电计划，
[0014]根据当前时刻风电场运行数据和储能电站荷电状态数据判断海上风电场为限电计划或非限电计划，得到海上风电场的限电状态。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述调频模式包括：
[0016]获取陆上换流站频率数据和风电场调频数据；
[0017]通过风电场调频数据计算海上风电场节点处频率测量值计算海上风电场与陆上换流站的频率差值
[0018]比较频率差值是否小于调频死区，若是，则海上风电场维持原状态，储能电站不动作；若否，则判断当前调频需求为短时尖峰需求或长时稳态需求，若当前调频需求为短时尖峰需求，则海上风电场转为分布式集群控制，修正风电场内电机输出功率；若当前调频需求为长时稳态需求，则大容量储能电站采用下垂控制调节电站输出功率；
[0019]输出调频模式调节结果。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述大容量储能电站采用下垂控制调节电站输出功率，控制调节系数δ
t
为：
[0021][0022]式中，δ
t
为控制调节系数；为实时频率与工频的差值；为实时频率；α为一次调频死区；为电网工频；
[0023]且满足如下约束：
[0024]‑
0.1≤δ
t
≤0.1
[0025]当且δ
t
>0时，修正为：δ
t
＝0，则储能电站的输出功率为：
[0026][0027]式中，为储能电站的输出功率；为储能电站的额定功率。
[0028]作为本专利技术的进一步改进，所述调峰模式包括：
[0029]获得风电场预测输出功率数据和风电场各节点电压电流数据；
[0030]根据风电场各节点电压电流数据计算各节点风电场输出功率；根据各节点风电场输出功率计算海上风电场实际输出功率，其与预测输出功率的差值；
[0031]判断实际和预测差值的绝对值是否小于预设调峰死区，若是，则海上风电场按日前预测计划出力；若否，判断当前时刻风电场是否能够自我调峰消纳；若是，重新修正风电场各风机的出力因子，根据修正后的出力因子调节各风机的输出功率；若否，则判断当前时刻大容量储能电站SOC状态；根据上述储能电站SOC状态，修正储能电站输出功率；
[0032]输出调峰模式调节结果。
[0033]作为本专利技术的进一步改进，所述判断当前时刻大容量储能电站SOC状态，SOC计算公式如下：
[0034][0035]式中，为t时刻储能电站的荷电状态；为储能电站初始时刻的荷电状态；Δt为调峰消纳模式数据采样间隔；T为一天内总采样数；为储能电站的输出功率；为储能电站额定容量；
[0036]设置储能电站的SOC工作范围，避免电站因过充过放而缩短使用寿命，设置范围如下：
[0037][0038]作为本专利技术的进一步改进，所述根据上述储能电站SOC状态，修正储能电站输出功率，
[0039]将储能电站SOC状态分为4种充放电形式，具体如下：
[0040][0041]式中，为t时刻储能电站的放电最大功率；为t时刻储能电站的放电功率；为t时刻储能电站的充电功率；为t时刻储能电站的放电最大功率。
[0042]作为本专利技术的进一步改进，所述将风电场和储能电站运行模式选择为调频模式或者调峰模式包括：
[0043]判断模式标志位Flag是否为1，若Flag＝1，则风电场和储能电站运行模式选择为调峰模式，反之，则选择为调频模式。
[0044]一种海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理系统，包括：
[0045]获取模块，用于获取当前时刻风电场运行数据和储能电站荷电状态数据；
[0046]选择模块，用于根据当前时刻风电场运行数据和储能电站荷电状态数据得到海上风电场的限电状态；若限电，海上风电场按限电调度计划出力，储能电站以最大功率充电；若非限电，将风电场和储能电站运行模式选择为调频模式或者调峰模式；
[0047]修正模块，用于根据调频模式或者调峰模式中修正结果修正风电场和储能出力。
[0048]一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理方法的步骤。
[0049]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理方法，其特征在于，包括：获取当前时刻风电场运行数据和储能电站荷电状态数据；根据当前时刻风电场运行数据和储能电站荷电状态数据得到海上风电场的限电状态；若限电，海上风电场按限电调度计划出力，储能电站以最大功率充电；若非限电，将风电场和储能电站运行模式选择为调频模式或者调峰模式；根据调频模式或者调峰模式中修正结果修正风电场和储能出力。2.根据权利要求1所述的海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理方法，其特征在于，所述根据当前时刻风电场运行数据和储能电站荷电状态数据得到海上风电场的限电状态包括：从风电场日前调度数据中得到海上风电场的限电计划和非限电计划，根据当前时刻风电场运行数据和储能电站荷电状态数据判断海上风电场为限电计划或非限电计划，得到海上风电场的限电状态。3.根据权利要求1所述的海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理方法，其特征在于，所述调频模式包括：获取陆上换流站频率数据和风电场调频数据；通过风电场调频数据计算海上风电场节点处频率测量值计算海上风电场与陆上换流站的频率差值比较频率差值是否小于调频死区，若是，则海上风电场维持原状态，储能电站不动作；若否，则判断当前调频需求为短时尖峰需求或长时稳态需求，若当前调频需求为短时尖峰需求，则海上风电场转为分布式集群控制，修正风电场内电机输出功率；若当前调频需求为长时稳态需求，则大容量储能电站采用下垂控制调节电站输出功率；输出调频模式调节结果。4.根据权利要求3所述的海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理方法，其特征在于，所述大容量储能电站采用下垂控制调节电站输出功率，控制调节系数δ
t
为：式中，δ
t
为控制调节系数；为实时频率与工频的差值；为实时频率；α为一次调频死区；为电网工频；且满足如下约束：
‑
0.1≤δ
t
≤0.1当且δ
t
>0时，修正为：δ
t
＝0，则储能电站的输出功率为：
式中，为储能电站的输出功率；为储能电站的额定功率。5.根据权利要求1所述的海上风电消纳和调峰调频的储能能量管理方法，其特征在于，所述调峰模式包括：获得风电场各节点电压电流数据；根据风电场各节点电压电流数据计算各节点风电场输出功率；根据各节点风电场输出功率计算海上风电场实际输出功率，得到海上风电场实际输出功率与预测输出功率的差值；判断实际和预测差值的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相俊，吴荣宇，陈金玉，董立志，张伟骏，李智诚，邓超平，熊嘉丽，贾学翠，李煜阳，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司电力科学研究院国网福建省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：