风‑储混合电站运行策略及短期计划出力优化方法技术

本发明专利技术公开了一种风‑储混合电站运行策略及短期计划出力优化方法，风‑储混合电站运行策略分为两步：首先，根据分时上网电价预先制定电池储能系统在调度周期内的充、放电序列，一方面将部分风能从低电价时段平移至高电价时段实现套利，另一方面，通过事先规划的充、放电序列避免电池储能系统在充、放电状态之间频繁切换，延长储能使用寿命；接着，以实时风功率为依据，调节电池储能系统的充、放电功率大小，实现风‑储混合电站对计划出力的有效跟踪，尽可能满足并网要求，并进一步提升并网效益。风‑储混合电站短期计划出力设为短期风功率预测值与电池储能系统计划充、放电功率之和。本发明专利技术易实施，效果优异。

【技术实现步骤摘要】
风-储混合电站运行策略及短期计划出力优化方法
本专利技术涉及风力发电并网技术与电池储能技术，具体涉及一种新型风-储混合电站运行策略与基于迭代求解机制的短期计划出力优化方法。
技术介绍
近年来，随着化石燃料的逐渐枯竭与节能减排压力的日益增大，世界各国对发展以风电为代表的可再生能源给予了足够重视。截止2016年底，我国风电累计装机容量高达1.49亿千瓦，成为电力系统第3大主力电源，且规模居世界第一位。然而，与常规能源机组不同，风功率具备与生俱来的间歇特性与随机波动特性，其大规模并网势必增加电网调度压力，大幅度提高电网调度成本。更为严重的是，在某些情况下，系统调度人员将不得不通过“弃风”确保电网功率平衡，这将严重制约风能资源的可持续开发利用。据统计，仅2016年度，我国电网的“弃风”总量就接近500亿千瓦时。近年来，电池储能技术的快速发展为解决风电并网导致的一系列问题提供了全新的技术思路。文献一《Controlstrategiesforbatteryenergystorageforwindfarmdispatching》(IEEETransactionsonEnergyConversion本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风‑储混合电站运行策略及短期计划出力优化方法，其特征是：风‑储混合电站短期计划出力的确定方法：风‑储混合电站短期计划出力为短期风功率预测值与电池储能系统计划充、放电功率之和，如下式所示：Ps,t＝Pwf,t+Pbs,t t＝1,2,3,…,m上式中，Ps,t为风‑储混合电站在时段t的计划出力；Pwf,t为时段t的风功率短期预测值；Pbs,t为电池储能系统在时段t的计划充、放电功率，取正值表示电池储能系统处于放电状态，负值表示电池储能系统处于充电状态；m为整个调度周期内调度时段的个数；风‑储混合电站的短期运行策略可分为两步：第1步，根据分时上网电价政策预先制定电池储能系统在调度周期内的充、放...

【技术特征摘要】
1.一种风-储混合电站运行策略及短期计划出力优化方法，其特征是：风-储混合电站短期计划出力的确定方法：风-储混合电站短期计划出力为短期风功率预测值与电池储能系统计划充、放电功率之和，如下式所示：Ps,t＝Pwf,t+Pbs,tt＝1,2,3,…,m上式中，Ps,t为风-储混合电站在时段t的计划出力；Pwf,t为时段t的风功率短期预测值；Pbs,t为电池储能系统在时段t的计划充、放电功率，取正值表示电池储能系统处于放电状态，负值表示电池储能系统处于充电状态；m为整个调度周期内调度时段的个数；风-储混合电站的短期运行策略可分为两步：第1步，根据分时上网电价政策预先制定电池储能系统在调度周期内的充、放电序列，即电池储能系统在低电价时段充电、高电价时段放电；第2步，根据实时风功率调节电池储能系统充、放电功率的大小，实现对风-储混合电站短期发电计划的跟踪，满足电网调度者提出的并网要求，并进一步提升并网效益；具体如下：首先，根据第1步给定的电池储能系统充、放电序列确定电池储能系统在时段t的充、放电状态，在此基础上计算该时段的最大可用充、放电功率；若电池储能系统在当前时段处于充电状态，则其最大可用充电功率Pbmc,t为：Pbmc,t＝-min{Pr,chEc,[(Smax-St-1)Ec]/[Tηch]}上式中，Pr,ch为单位容量电池储能系统的额定充电功率；Ec是电池储能系统容量；Smax为电池储能系统的最大允许荷电状态；St-1为电池储能系统在时段t-1的荷电状态；ηch为电池储能系统的充电效率；T为调度时段长度；Pbmc,t为负值；若电池储能系统在当前时段处于放电状态，则其最大可用放电功率Pbmd,t为：Pbmd,t＝min{Pr,disEc,[(St-1-Smin)Ecηch]/T}上式中，Pr,dis为单位容量电池储能系统的额定放电功率；Smin为电池储能系统的最小允许荷电状态；ηdis为电池储能系统的放电效率；Pbmd,t为正值；接着，以实时风功率Pw,t为基础，计算电池储能系统在时段t的实际充、放电功率Pb,t，风-储混合电站在当前时段的“弃风”功率Pwcur,t与注入功率差额Pdev,t；若实时风功率Pw,t恰好等于其预测值Pwf,t，则电池储能系统在当前时段按计划充、放电功率运行，即：Pb,t＝Pbs,t若实时风功率Pw,t不等于其预测值Pwf,t，则电池储能系统的实际充、放电功率与其充、放电状态，最大可用充、放电功率及风-储混合电站计划出力因素有关，具体如下：当电池储能系统在调度时段t处于充电状态，且实时风功率Pw,t小于其预测值Pwf,t时，电池储能系统应减少充电功率，确保风-储混合电站按计划出力Ps,t向电网注入功率，此时，电池储能系统实时充电功率如下式所示：从上式可见，若实时风功率Pw,t大于或等于其预测值Pwf,t与电池储能系统计划充、放电功率Pbs,t之和，则电池储能系统的实际充电功率由计划充电功率Pbs,t下降为Pwf,t+Pbs,t-Pw,t，以确保风-储混合电站按计划出力发电；若实时风功率Pw,t进一步减小，即小于预测值Pwf,t与电池储能系统计划充、放电功率Pbs,t之和，则即使将电池储能系统充电功率下调为零，风-储混合电站也无法按计划出力发电，此时，风-储混合电站的注入功率差额Pdev,t为：Pdev,t＝Pwf,t+Pbs,t-Pw,t当电池储能系统在调度时段t处于充电状态，且实时风功率Pw,t大于其预测值Pwf,t时，增大电池储能系统充电功率、吸收多余风功率，确保风-储混合电站按计划出力Ps,t向电网注入功率，此时，电池储能系统实时充电功率如下式所示：从上式可见，若实时风功率Pw,t小于或等于其预测值Pwf,t与电池储能系统计划充、放电功率Pbs,t之和再减去电池储能系统的最大可用充电功率Pbmc,t，则电池储能系统的实际充电功率由计划充电功率Pbs,t上升为Pwf,t+Pbs,t-Pw,t，以确保风-储混合电站按计划出力发电；若实时风功率Pw,t进一步增大，即大于预测值Pwf,t与电池储能系统计划充、放电功率Pbs,t之和再减去电池储能系统的最大可用充电功率Pbmc,t，则即使将电池储能系统充电功率将上升至其最大可用充电功率，也必须部分“弃风”才能保证风-储混合电站按计划出力发电，对应的“弃风”功率Pwcur,t为：Pwcur,t＝Pw,t-Pwf,t+Pbmc,t-Pbs,t当电池储能系统在调度时段t处于放电状态，且实时风功率Pw,t小于其预测值Pwf,t时，增大电池储能系统的放电功率，确保风-储混合电站尽可能按计划出力Ps,t发电，此时，电池储能系统实时放电功率如下式所示：从上式可看出，若实时风功率Pw,t大于或等于其预测值Pwf,t与电池储能系统计划充、放电功率Pbs,t之和再减去电池储能系统的最大可用放电功率Pbmd,t，则电池储能系统的实际放电功率由计划放电功率Pbs,t上升为Pwf,t+Pbs,t-Pw,t，以确保风-储混合电站按计划出力发电；若实时风功率Pw,t进一步减小，即小于预测值Pwf,t与电池储能系统计划充、放电功率Pbs,t之和再减去电池储能系统的最大可用放电功率Pbmd,t，则即使将电池储能系统的放电功率将上升至其最大可用放电功率，风-储混合电站仍不能按计划出力发电，对应的注入功率差额Pdev,t为：Pdev,t＝Pwf,t+Pbs,t-Pw,t-Pbmd,t当电池储能系统在调度时段t处于放电状态，且实时风功率Pw,t大于其预测值Pwf,t时，减少电池储能系统的放电功率，确保风-储混合电站按计划出力Ps,t发电，此时，电池储能系统实时放电功率如下式所示：从上式可见，若实时风功率Pw,t小于或等于其预测值Pwf,t与电池储能系统计划充、放电功率Pbs,t之和，则电池储能系统的实际放电功率应由其计划放电功率Pbs,t减小为Pwf,t+Pbs,t-Pw,t，以确保风-储混合电站按计划出力Ps,t发电；若实时风功率Pw,t进一步增大，即大于预测值Pwf,t与电池储能系统计划充、放电功率Pbs,t之和，则即使将电池储能系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新松，华亮，周辉，顾菊平，李智，李俊红，徐一鸣，杨慧，罗来武，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32