【技术实现步骤摘要】
计及风电波动性和反调峰特性的储能协调控制方法和系统
本专利技术属于电力储能领域，具体涉及计及风电波动性和反调峰特性的储能协调控制方法。
技术介绍
为了应对传统能源快速消耗和生态环境不断恶化等问题，人们开始将目光转向清洁能源，风力发电是全球范围内清洁能源的主要利用形式，其发展速度迅猛，优势明显。但风力发电受天气环境影响严重，它的波动性、反调峰特性等特征将影响到电力系统的调频、调峰、电能质量以及可靠运行。储能系统具有对功率和能量的时间迁移能力，能够动态吸收释放能量，有效收集富余风力资源，减少能源浪费所造成的不必要经济损失与资源流失，大大提高电网运行的稳定性和经济性。然而，目前有关储能控制的研究工作多是针对单个装置单一目标的，主要突出储能系统的作用及其在电力系统中的潜在应用方向。这些研究成果都局限于单个储能装置，未考虑储能系统与现有电力系统之间的协调控制，而且，储能技术种类繁多，随着电力系统的发展，系统之间的协调配合值得深入研究。因此，在计及风电波动性和反调峰特性的基础上，研究如何协调控制常规机组与储能系统以提高电网运行的经济性具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的以上问题，本专利技术公开了一种计及风电波动性和反调峰特性的储能协调控制方法。针对高频波动分量，建立储能变流器并网电流预测模型，通过引入等值评估函数c，并利用半塔顶法确定储能系统的动作深度，以达到延长储能系统循环寿命的目的，采用常规机组和功率型储能系统进行平抑并利用系统剩余爬坡能力弥补预测误差。针对低频并网分量的反调峰特性，建...
【技术保护点】
1.一种计及风电波动性和反调峰特性的储能协调控制方法，其特征在于，所述协调控制方法包括以下步骤：/n步骤1：对风功率进行解耦，得到风功率的高频波动分量和低频并网分量；/n步骤2：针对高频波动分量，建立储能变流器并网电流预测模型，确定储能系统的动作深度。/n步骤3：针对低频并网分量，建立基于多网络结构的调峰效能指标Y
【技术特征摘要】
1.一种计及风电波动性和反调峰特性的储能协调控制方法，其特征在于，所述协调控制方法包括以下步骤：
步骤1：对风功率进行解耦，得到风功率的高频波动分量和低频并网分量；
步骤2：针对高频波动分量，建立储能变流器并网电流预测模型，确定储能系统的动作深度。
步骤3：针对低频并网分量，建立基于多网络结构的调峰效能指标Yok；
步骤4：控制储能系统和火电机组联合调峰时的储能系统充放电及火电机组深调峰的启停。
2.根据权利要求1所述的计及风电波动性和反调峰特性的储能协调控制方法，其特征在于：
在步骤2中，针对风功率的高频波动分量，构建等值评估函数c，结合储能系统当前的荷电状态SOC确定储能系统的运行状态区间，进一步确定储能系统的动作深度。
根据并网电流预测模型，所述等值评估函数c按下式计算：
式中iinα*/iinβ*分别为α/β坐标系下电流预测模型评估函数中的目标参考值，iinα(k+1)/iinβ(k+1)分别为α/β坐标系下(k+1)时刻对应的α轴、β轴变流器输出电流。
3.根据权利要求2所述的计及风电波动性和反调峰特性的储能协调控制方法，其特征在于：
当储能系统的SOC处于理想区间或预警区间时，储能系统会对不同的等值评估函数c值进行相应的平抑控制响应，公式表达如下：
PBESS-targ(k)＝Prated(k)，FSOC＝0.or.1
式中，SOChig和SOClow分别为储能系统SOC理想区间的上、下限，SOCmax和SOCmin分别为储能系统SOC预警区间的上、下限；SOC(k)表示当前储能系统的荷电状态，Prated(k)表示储能系统额定功率，PBESS-targ表示当前储能系统的调节功率，FSOC表示储能系统当前SOC与调节需求的匹配标志，取值为1或0，1代表当前调节需求会使储能系统偏离理想区间，0代表当前调节需求会促进储能系统SOC返回理想区间。
4.根据权利要求2或3所述的计及风电波动性和反调峰特性的储能协调控制方法，其特征在于：
当储能系统SOC处于禁止区间时，c的计算结果对储能系统运行方式不产生影响，储能系统仅对SOC返回理想区间的平抑控制需求进行响应，公式表达如下：
式中，SOC(k)表示当前储能系统的荷电状态，Prated(k)表示储能系统额定功率，ΔPavg(k)表示当前需要储能系统补偿的功率缺额，PBESS-targ表示当前储能系统的调节功率，FSOC表示储能系统当前SOC与调节需求的匹配标志，-1代表当前调节需求会加剧储能系统进入禁止区间，0代表当前调节需求会促进储能系统SOC返回理想区间。
5.根据权利要求2或3所述的计及风电波动性和反调峰特性的储能协调控制方法，其特征在于：
在步骤2中，优选采用该利用半塔顶法确定储能系统动作深度，具体内容为：
(1)将储能系统一个工作周期内荷电状态随时间变化的曲线顺时针转动90°，得到的图形类似于半个塔顶，每个塔尖的边缘都定义为一个峰值；
(2)一质点在曲线上滚动，起点依次为每一个峰值的内边；
(3)质点在滚到峰值处垂直下落，一直落到一个比开始时最大值更正的最大值或比开始时最小值更负的最小值为止；
(4)根据质点滚动的起点和终点，画出各个循环，将所有循环逐一取出来，并记录其峰谷值；
(5)记每个循环中质点运动的水平距离为l，取l与等值评估函数c的积作为该循环的动作深度。
6.根据权利要求1或5所述的计及风电波动性和反调峰特性的储能协调控制方法，其特征在于：
储能系统的循环寿命与动作深度具有如下关系：
式中，Actf为储能系统的循环寿命，DoD为储能系统动作深度，且DoD∈(0，1]。
定义第i次循环中的动作深度为DoDi，则该循环内的等效循环寿命为
式中，Actf(DoD1)为当动作深度为1时对应的循环寿命；Actf(DoDi)为当动作深度为DoDi时的循环寿命。
储能系统在一个工作周期内的等效循环寿命A为
7.根据权利要求1所述的计及风电波动性和反调峰特性的储能协调控制方法，其特征在于：
在步骤3中，建立基于多网络结构的调峰效能指标Yok具体包括以下内容：
3.1：构建电网低频运行的数学模型；
其中，所述数学模型包括峰谷差ΔP、峰谷差率α、负荷变化标准差D、峰谷波动E。
3.2：以ΔP、α、D、E数据作为输入，采用梯度下降法对多网络结构算法进行调整求出调峰效能指标Yok，Yok是判定电网峰...
【专利技术属性】
技术研发人员：高东学，李程昊，饶宇飞，高泽，张景超，王建波，田春笋，崔惟，潘雪晴，方舟，孟高军，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，南京工程学院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。