风光储联合发电系统有功协调控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种风光储联合发电系统有功协调控制方法，包括下列步骤：以联合发电系统调控范围内的风电场、光伏电站、储能电站为控制对象，并建立控制模型；设置联合发电系统的控制目标来源，结合各场站的当前运行状态，实时计算出风、光发电系统的调节需求和储能系统调节需求；将调节需求分配至各场站，计算各风电场、光伏电站、储能电站的调节功率和控制目标；将得到的控制目标进行校核后，最终得到控制指令，保证控制的安全性与可靠性。本发明专利技术提供的方法充分发挥风能、光能、储能资源的优势互补，有效利用储能系统对电能存储和释放，合理调整风、光等可再生能源，实现风光储联合发电系统的输出功率类似常规电源一样跟踪调度指令。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电カ系统控制
，更准确地说本专利技术涉及ー种适用于风光储联合发电系统的多源有功协调控制方法。
技术介绍
近年来，以风能、太阳能为代表的可再生清洁能源发电技术在全球范围内快速发展。由于风能和光能的间歇性、随机性及波动性，风、光独立运行系统很难提供连续稳定的能量输出，如果在风、光的基础上加入储能装置组成风光储联合发电系统，就可以充分利用风能和光能在时间及地域上的天然互补性，同时配合储能系统对电能的存储和释放，改善整个风光发电系统的功率输出特性，缓解风、光等可再生能源的间歇性和波动性与电カ系统实时平衡之间的矛盾，降低其对电网的不利影响。为了研究解决这ー问题，我国各大电网公司和发电集団都在积极探索风光储联合发电的工程应用，其中最为典型的是国家电网公 司在张家ロ着手建设的我国第一个国家级大型风光储输示范工程。研究风、光、储多源协调控制方法，使不稳定的能源变成稳定的具有较高品质的电カ产品，意义非常重大。根据检索，目前国内外在储能系统与风电等可再生能源的协调控制方法研究主要集中在控制储能的充、放电过程以平滑风、光输出功率，一般不考虑对风电或光伏发电的调整。目前尚没有有效的风、光、储多源协调控制方法，控制风光储联合发电系统的输出功率跟踪调度控制指令。
技术实现思路
本专利技术的目在于提供ー种风光储联合发电系统的有功协调控制方法，充分发挥风能、光能、储能资源的优势互补，有效利用储能系统对电能存储和释放，合理调整风、光等可再生能源，实现风光储联合发电系统的输出功率类似常规电源一祥跟踪调度指令。为了达到上述目的，本专利技术采取以下的技术方案来实现，包括下列步骤(I)以联合发电系统调控范围内的风电场、光伏电站、储能电站为控制对象，建立控制对象的控制模型；(2)将步骤(I)所述的控制对象按照类型划分为两个控制组风光控制组、储控制组；(3)设置风光储联合发电系统控制目标来源，根据联合发电系统的实时联合控制目标，结合步骤(I)所述各控制对象的实际运行状态，分别计算步骤(2 )所述两个控制组的调节需求；(4)将步骤(3)计算的两个控制组的调节需求分配至其下属各可受控的控制对象，计算各风电场、光伏电站、储能电站的调节功率和控制目标；(5)对步骤(4)计算得到的风电场、光伏电站和储能电站的控制目标进行校核后，得到最終下发的控制指令，下发到各场站监控系统，由监控系统完成控制指令的执行。前述的风光储联合发电系统的有功协调控制方法，其特征在于所述步骤(I)建立的控制对象的控制模型主要包括上行信息、下行信息、人工设置参数和计算参数，所述上行信息包括远方可控信号、实际出力、遥测调节上/下限值和增/减闭锁信号；所述下行信息包括遥调指令；所述人工设置参数包括调节死区、最大调节量、指令周期、遥调方式、人工指定调节上/下限值等参数；所述计算参数设有实际控制用的调节上/下限值，正常取自遥测上/下限值和人工指定调节上/下限值的交集，若未采集遥测限值或者指定不使用遥测限值，则直接取用人工指定调节上/下限值。前述的风光储联合发电系统的有功协调控制方法，其特征在于所述步骤(2)风光控制组通过风光打捆与储能进行协调的控制策略实现联合目标跟踪。前述的风光储联合发电系统的有功协调控制方法，其特征在于所述步骤(3)两个控制组的调节需求计算方法，遵循优先利用风光资源的原则，计算风光发电总体控制目标，该目标与风、光总出力的偏差作为风光控制组的调节需求；联合发电系统的控制目标和实际联合出力的偏差作为储能控制组的调节需求。前述的风光储联合发电系统的有功协调控制方法，其特征在于所述步骤(4)将步骤(3)计算的两个控制组的调节需求分配至其下属各可受控的控制对象，采用比例分担或者优先级的分配策略，分担因子或者优先级可选用人工给定、可调容量等因素，加出力和减出力可采用不同的策略。前述的风光储联合发电系统的有功协调控制方法，其特征在于所述步骤(5)对各控制对象的控制目标进行校核后，得到最终下发的控制指令，所述校核采用适应风电场、光伏电站、储能电站的闭环控制指令的校验方法，用于确保闭环控制行为的合理性与安全性，包括以下校验a)调节范围校验对于控制对象中的储能站，最大充放电功率受各电池组运行状态的影响，要求给储能电站下发的控制指令不能超出储能站的最大充放电功率；对于控制对象中的风电场和光伏电站，要求下发的控制指令不能超出要求调节上限和最低调节下限；b)指令周期校验对于控制对象中的风电场、光伏电站和储能电站可分别设置指令周期参数，每次下发指令后即以此参数开始倒计时，若上次指令的倒计时尚未结束，则不予下发新的控制指令；c)调节死区校验对于控制对象中的储能站，频繁地充放电会影响储能电池的使用寿命，功率调节死区的设置减小储能电池的动态调节频率，若要求的功率调节量小于调节死区时，控制目标将不会下发，对于控制对象中的风电场和光伏电站，也设有调节死区，用于避免频繁的调节发电设备，减少不必要的设备磨损；d)最大调节量校验实时闭环控制通过逐步调节实现动态逼近控制目标，最大调节量参数的设置用于避免一次下发过大的调节指令，对控制对象中的风电场、光伏电站和储能电站分别设置的最大调节量参数，若某次计算调节增量大于给定的最大调节量，则按照最大调节量进行控 制指令修正再下发；e)储能系统最大和最小荷电状态(S0C)的校验深度充放电会缩短储能电池的循环寿命，控制时需保证储能电池的工作状态总处在允许的最小和最大荷电状态范围内，若储能系统的SOC数值超出设定的最大荷电状态参数时，不再向储能电站下发充电控制指令；反之，当储能系统的SOC数值小于最小荷电状态参数时，不再向储能电站下发放电控制指令。本专利技术的有益效果是本专利技术的，根据联合目标和风、光、储实际发电情况自动计算风光控制目标和储能控制目标，充分发挥风能、光能、储能资源的优势互补，有效利用储能系统对电能存储和释放，合理调整风、光等可再生能源，实现风光储联合发电系统的输出功率类似常规电源一样跟踪调度指令；本专利技术的，建立风电场、光伏电站、储能电站的控制模型，制定合理的控制策略，实现与各新能源场站之间安全可靠的闭环控制，实现 新能源场站可控、在控。附图说明图I是本专利技术的的流程图。具体实施例方式下面将结合说明书附图，对本专利技术作进一步的说明。本专利技术的，根据联合目标和风、光、储实际发电情况自动计算风光控制目标和储能控制目标，充分发挥风能、光能、储能资源的优势互补，有效利用储能系统对电能存储和释放，合理调整风、光等可再生能源，实现风光储联合发电系统的输出功率类似常规电源一样跟踪调度指令，并建立风电场、光伏电站、储能电站的控制模型，制定合理的控制策略，实现与各新能源场站之间安全可靠的闭环控制，实现新能源场站可控、在控，具体实现包括下列步骤(I)以联合发电系统调控范围内的风电场、光伏电站、储能电站为控制对象，建立控制对象的控制模型；(2)将步骤(I)所述的控制对象按照类型划分为两个控制组风光控制组、储控制组；(3)设置风光储联合发电系统控制目标来源，根据联合发电系统的实时联合控制目标，结合步骤(I)所述各控制对象的实际运行状态，分别计算步骤(2)所述两个控制组的调节需求；(4)将步骤(3)所述两个控制组的调节需求分配至其下属各可受控的控制对象，计算各风电场、光伏电站、储能电站的调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风光储联合发电系统有功协调控制方法，其特征在于，包括下列步骤 以联合发电系统调控范围内的风电场、光伏电站、储能电站为控制对象，建立控制对象的控制模型； 将步骤(I)所述的控制对象按照类型划分为两个控制组风光控制组、储控制组； 设置风光储联合发电系统控制目标来源，根据联合发电系统的实时联合控制目标，结合步骤(I)所述各控制对象的实际运行状态，分别计算步骤(2)所述两个控制组的调节需求； 将步骤(3)计算的两个控制组的调节需求分配至其下属各可受控的控制对象，计算控制对象中的各风电场、光伏电站、储能电站的调节功率和控制目标； 对步骤(4)计算得到的风电场、光伏电站和储能电站的控制目标进行校核后，得到最终 下发的控制指令，下发到各场站监控系统，由监控系统完成控制指令的执行。2.根据权利要求I所述的风光储联合发电系统的有功协调控制方法，其特征在于所述步骤(I)建立控制对象的控制模型，主要包括上行信息、下行信息、人工设置参数和计算参数，所述上行信息包括远方可控信号、实际出力、遥测调节上/下限值和增/减闭锁信号；所述下行信息包括遥调指令；所述人工设置参数包括调节死区、最大调节量、指令周期、遥调方式、人工指定调节上/下限值等参数；所述计算参数设有实际控制用的调节上/下限值，正常取自遥测上/下限值和人工指定调节上/下限值的交集，若未采集遥测限值或者指定不使用遥测限值，则直接取用人工指定调节上/下限值。3.根据权利要求I所述的风光储联合发电系统的有功协调控制方法，其特征在于所述步骤(2 )的风光控制组通过风光打捆与储能进行协调的控制策略实现联合目标跟踪。4.根据权利要求I所述的风光储联合发电系统的有功协调控制方法，其特征在于所述步骤(3)两个控制组的调节需求计算方法，遵循优先利用风光资源的原则，计算风光发电总体控制目标，该目标与风、光总出力的偏差作为风光控制组的调节需求；联合发电系统的控制目标和实际联合出力的偏差作为储能控制组的调节需求。5.根据权利要求I所述的风光储联合发电系统的有功协调控制方法，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小白，高宗和，滕贤亮，于昌海，闫忠平，王银明，刘汉民，任巍曦，郑立，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国网新源张家口风光储示范电站有限公司，
类型：发明
国别省市：