一种光储电站有功协调控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种光储电站有功协调控制方法。该法包括：根据光储电站并网点频率、频率变化率以及电网自动发电有功控制指令计算得到光储电站的有功功率参考值；根据光储电站并网点频率确定光储电站的有功协调控制模式；基于有功功率参考值和光储电站有功协调控制模式，得到光伏单元和储能单元的有功控制指令，并依据光伏单元和储能单元的有功控制指令对光储电站进行有功功率调节。本发明专利技术提供的技术方案通过配置储能系统，考虑最大能力的使用储能单元，并对光伏单元和储能单元进行集中有功协调控制，提升对电网稳定性的支撑力度。

An Active Power Coordination Control Method and System for Optical Storage Power Station

The invention provides an active power coordination control method for an optical storage power station. The method includes: calculating the active power reference value of optical storage power station according to the grid-connected point frequency, frequency change rate and active power control instruction of automatic generation of power grid; determining the active power coordination control mode of optical storage power station according to the grid-connected point frequency of optical storage power station; and obtaining the active power of photovoltaic unit and energy storage unit based on active power reference value and active power coordination control mode of optical storage power station. Active power control instructions, and according to the active power control instructions of photovoltaic unit and energy storage unit, the active power of photovoltaic storage power station is adjusted. The technical scheme provided by the invention improves the support strength of power grid stability by configuring energy storage system, using energy storage unit with maximum capacity, and centralized active power coordination control of photovoltaic unit and energy storage unit.

【技术实现步骤摘要】
一种光储电站有功协调控制方法和系统
本专利技术涉及光伏电站集中配置储能的协调控制
，具体涉及一种光储电站有功协调控制方法。
技术介绍
光伏发电是一种利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能的新能源发电技术。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电装置通过逆变器将电能传输至电网，形成并网型光伏发电系统。目前，储能系统多应用于分布式电源接入配电网的平滑出力方面，尚未集中用于大型地面光伏电站；而随着储能系统成本的逐渐降低，将其应用于大型光伏电站成为可能。随着光伏并网发电系统接入电网的规模不断增加，给电网调度带来了电力系统潮流、稳定、调峰，以及多个光伏电站之间协调的问题，影响了电网接纳光伏发电的能力。通过配置储能，缓解光伏出力波动性的同时，也增强了其对电网的支撑作用。但储能接入后，如何充分发挥储能单元和光伏单元对电网的有功协调支持能力，对提升光储电站发电能力尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术仅依靠光伏单元参与系统频率调节这一技术问题，本专利技术克服现有技术的不足，提供一种光储电站有功协调控制方法，利用储能系统增加光伏电站有功调节范围和频率支撑力度。本专利技术提出了一种光伏电站集中配置储能系统的有功-频率协调控制方法，提升对电网稳定性的支撑力度。本专利技术提供的技术方案是：一种光储电站有功协调控制方法，包括：根据光储电站并网点频率、频率变化率以及电网自动发电有功控制指令，计算得到光储电站的有功功率参考值；根据光储电站并网点频率确定光储电站功率调节方向，并根据所述光储电站功率调节方向，确定光储电站的有功协调控制模式；基于所述有功功率参考值和所述光储电站的有功协调控制模式，得到所述光储电站的有功协调控制模式下光伏单元和储能单元的有功控制指令；依据所述光伏单元和储能单元的有功控制指令对所述光储电站进行有功功率调节。优选的，所述根据光储电站并网点频率确定光储电站功率调节方向，包括：当并网点频率小于设定的并网点频率的调节死区下限阈值时，光储电站功率调节方向为功率增大调节；当并网点频率大于设定的并网点频率的调节死区上限阈值时，光储电站功率调节方向为功率减小调节。进一步的，所述根据所述光储电站功率调节方向，确定光储电站的有功协调控制模式，包括：当光储电站功率调节方向为功率增大调节时，根据光伏单元运行状态和储能单元荷电状态，确定光储电站在功率增大调节时的有功协调控制模式；当光储电站功率调节方向为功率减小调节时，根据储能单元荷电状态确定光储电站在功率减小调节时的有功协调控制模式。进一步的，所述光储电站在功率增大调节时的有功协调控制模式，包括：其中，modup为光储电站在功率增大调节时的有功协调控制模式，PV为光伏单元，MPPT为光伏单元的最大功率跟踪状态，PV＝MPPT表示光伏单元运行在最大功率跟踪状态，ΔPv为光伏单元可增加有功出力值，ΔPfdn为功率增大调节的有功出力调节量，f为并网点频率，fdn为设定的并网点频率的调节死区下限阈值，fup为设定的并网点频率的调节死区上限阈值，SOC为储能单元荷电状态，SOCmin为储能单元荷电状态最小限值，SOCmax为储能单元荷电状态最大限值。进一步的，所述光储电站在功率减小调节时的有功协调控制模式包括：其中，moddn为光储电站在功率减小调节时的有功协调控制模式，f为并网点频率，fup为设定的并网点频率的调节死区上限阈值，SOC为储能单元荷电状态，SOCmax为储能单元荷电状态最大限值。进一步的，所述功率增大调节的有功出力调节量ΔPfdh的计算式如下：ΔPfdh＝Kpf×(fdn-f)+Kdpf×df其中，f为并网点频率，fdn为设定的并网点频率的调节死区下限阈值，Kpf为频率偏差的比例系数，Kdpf为频率变化率的比例系数，df为频率变化率。进一步的，所述光伏单元可增加有功出力值ΔPv按下式计算：ΔPv＝Pmax-P其中，Pmax为光伏发电单元最大功率点功率，P为当前光伏发电单元输出功率。进一步的，所述有功功率参考值的计算式如下：其中，Pref_POI为有功功率参考值，PAGC为电网AGC向光储电站下达的有功功率指令，Kpf为频率偏差的比例系数，Kdpf为频率变化率的比例系数，df为频率变化率，f为并网点频率，fdn为设定的并网点频率的调节死区下限阈值，fup为设定的并网点频率的调节死区上限阈值。进一步的，所述光储电站的有功协调控制模式下光伏单元和储能单元的有功控制指令，包括：当所述光储电站运行在第一模式时，有功控制指令的计算式如下：其中，PPV_cmd为光储集控系统给光伏单元的有功控制指令，Pstorage_cmd为光储集控系统给储能单元的有功控制指令，Pmpp为光伏单元最大功率跟踪值，Pref_POI为有功功率参考值，n为光伏发电单元个数；当所述光储电站运行在第二模式时，有功控制指令的计算式如下：PPV_cmd＝Pmpp其中，PPV_cmd为光储集控系统给光伏单元的有功控制指令，Pmpp为光伏单元最大功率跟踪值；当所述光储电站运行在第三模式时，有功控制指令的计算式如下：其中，PPV_cmd为光储集控系统给光伏单元的有功控制指令，Pref_POI为有功功率参考值，n为光伏发电单元个数；当所述光储电站运行在第四模式时，有功控制指令的计算式如下：其中，PPV_cmd为光储集控系统给光伏单元的有功控制指令，Pstorage_cmd为光储集控系统给储能单元的有功控制指令，Pmpp为光伏单元最大功率跟踪值，Pref_POI为有功功率参考值，n为光伏发电单元个数；当所述光储电站运行在第五模式时，有功控制指令的计算式如下：其中，PPV_cmd为光储集控系统给光伏单元的有功控制指令，Pstorage_cmd为光储集控系统给储能单元的有功控制指令，Pmpp为光伏单元最大功率跟踪值，Pref_POI为有功功率参考值，n为光伏发电单元个数；当所述光储电站运行在第六模式时，有功控制指令的计算式如下：其中，PPV_cmd为光储集控系统给光伏单元的有功控制指令，Pref_POI为有功功率参考值，n为光伏发电单元个数。一种光储电站有功协调控制系统，所述系统包括：有功功率参考值计算模块，用于根据光储电站并网点频率、频率变化率以及电网自动发电有功控制指令，计算得到光储电站的有功功率参考值；有功协调控制指令模块，用于根据光储电站并网点频率确定光储电站的有功协调控制模式，并基于有功功率参考值和光储电站的有功协调控制模式，得到不同模式下光伏单元和储能单元的有功控制指令；控制模块，用于依据有功控制指令对光储电站进行有功功率调节。所述有功功率参考值计算模块包括：数据采集单元和第一计算单元；所述数据采集单元，用于采集光储电站并网点频率、频率变化率和电网自动发电有功控制指令；所述第一计算单元，用于根据从数据采集单元得到的并网点频率、频率变化率和电网自动发电有功控制指令计算获得光储电站的有功功率参考值。所述有功协调控制指令模块包括：有功协调控制模式单元和第二计算单元；所述有功协调控制模式单元，用于根据光储电站并网点频率确定光储电站功率调节方向，并根据光储电站功率调节方向，确定光储电站的有功协调控制模式；所述第二计算单元，用于基于有功功率参考值和光储本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光储电站有功协调控制方法，其特征在于，包括：根据光储电站并网点频率、频率变化率以及电网自动发电有功控制指令，计算得到光储电站的有功功率参考值；根据光储电站并网点频率确定光储电站功率调节方向，并根据所述光储电站功率调节方向，确定光储电站的有功协调控制模式；基于所述有功功率参考值和所述光储电站的有功协调控制模式，得到所述光储电站的有功协调控制模式下光伏单元和储能单元的有功控制指令；依据所述光伏单元和储能单元的有功控制指令对所述光储电站进行有功功率调节。

【技术特征摘要】
1.一种光储电站有功协调控制方法，其特征在于，包括：根据光储电站并网点频率、频率变化率以及电网自动发电有功控制指令，计算得到光储电站的有功功率参考值；根据光储电站并网点频率确定光储电站功率调节方向，并根据所述光储电站功率调节方向，确定光储电站的有功协调控制模式；基于所述有功功率参考值和所述光储电站的有功协调控制模式，得到所述光储电站的有功协调控制模式下光伏单元和储能单元的有功控制指令；依据所述光伏单元和储能单元的有功控制指令对所述光储电站进行有功功率调节。2.根据权利要求1所述的光储电站有功协调控制方法，其特征在于，所述根据光储电站并网点频率确定光储电站功率调节方向，包括：当并网点频率小于设定的并网点频率的调节死区下限阈值时，光储电站功率调节方向为功率增大调节；当并网点频率大于设定的并网点频率的调节死区上限阈值时，光储电站功率调节方向为功率减小调节。3.根据权利要求2所述的光储电站有功协调控制方法，其特征在于，所述根据所述光储电站功率调节方向，确定光储电站的有功协调控制模式，包括：当光储电站功率调节方向为功率增大调节时，根据光伏单元运行状态和储能单元荷电状态，确定光储电站在功率增大调节时的有功协调控制模式；当光储电站功率调节方向为功率减小调节时，根据储能单元荷电状态确定光储电站在功率减小调节时的有功协调控制模式。4.根据权利要求3所述的光储电站有功协调控制方法，其特征在于，所述光储电站在功率增大调节时的有功协调控制模式，包括：其中，modup为光储电站在功率增大调节时的有功协调控制模式，PV为光伏单元，MPPT为光伏单元的最大功率跟踪状态，PV＝MPPT表示光伏单元运行在最大功率跟踪状态，ΔPv为光伏单元可增加有功出力值，ΔPfdn为功率增大调节的有功出力调节量，f为并网点频率，fdn为设定的并网点频率的调节死区下限阈值，fup为设定的并网点频率的调节死区上限阈值，SOC为储能单元荷电状态，SOCmin为储能单元荷电状态最小限值，SOCmax为储能单元荷电状态最大限值。5.根据权利要求3所述的光储电站有功协调控制方法，其特征在于，所述光储电站在功率减小调节时的有功协调控制模式包括：其中，moddn为光储电站在功率减小调节时的有功协调控制模式，f为并网点频率，fup为设定的并网点频率的调节死区上限阈值，SOC为储能单元荷电状态，SOCmax为储能单元荷电状态最大限值。6.根据权利要求4所述的光储电站有功协调控制方法，其特征在于，所述功率增大调节的有功出力调节量ΔPfdh的计算式如下：ΔPfdh＝Kpf×(fdn-f)+Kdpf×df其中，f为并网点频率，fdn为设定的并网点频率的调节死区下限阈值，Kpf为频率偏差的比例系数，Kdpf为频率变化率的比例系数，df为频率变化率。7.根据权利要求4所述的光储电站有功协调控制方法，其特征在于，所述光伏单元可增加有功出力值ΔPv按下式计算：ΔPv＝Pmax-P其中，Pmax为光伏发电单元最大功率点功率，P为当前光伏发电单元输出功率。8.根据权利要求1所述的光储电站有功协调控制方法，其特征在于，所述有功功率参考值的计算式如下：其中，Pref_POI为有功功率参考值，PAGC为电网AGC向光储电站下达的有功功率指令，Kpf为频率偏差的比例系数，Kdpf为频率变化率的比例系数，df为频率变化率，f为并网点频率，fdn为设定的并网点频率的调节死区下限阈值，fup为设定的并网点频率的调节死区上限阈值。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰谭，曲立楠，杨立滨，陈宁，李春来，朱凌志，李正曦，张磊，杨军，韩华玲，甘嘉田，葛路明，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司，国网青海省电力公司电力科学研究院，中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：青海,63