一种基于布林线理论的风储联合系统的优化方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于布林线理论的风储联合系统的优化方法及系统，属于风电场优化领域，首先选取风储联合系统的控制模式；所述控制模式包括调频模式和跟踪计划模式；再根据风储联合系统的控制模式，构建风储联合系统优化控制模型；然后采用超前滚动优化控制方法，对所述风储联合系统优化控制模型进行求解，并根据求解结果调节风储联合系统的储能出力情况；最后判断风储联合系统是否需要进行优化，若是，则采用基于布林线理论的储能SOC优化方法，对风储联合系统进行优化，得到计划出力调整值，并上报至调度中心进行调整，可有效提升风储联合系统的跟踪计划出力水平与调频能力。储联合系统的跟踪计划出力水平与调频能力。储联合系统的跟踪计划出力水平与调频能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于布林线理论的风储联合系统的优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及风储联合系统优化领域，特别是涉及一种基于布林线理论的风储联合系统的优化方法及系统。

技术介绍

[0002]风能是目前国内外应用较为广泛的一种绿色可再生能源，近几年我国风电产业的发展十分迅速。但是，伴随着风电的大规模并网，以及风能本身具有的随机性、波动性以及间歇性，使得电力系统的安全稳定运行受到影响。解决这一问题的有效途径之一是风储联合系统。风储联合系统是由储能系统与风电场联合运行的系统。近年来，风储联合系统已经成为风力发电领域的研发热点之一。
[0003]然而，在实际风力发电过程中，受风能的波动性和随机性的影响，结合发电出力和用电需求不平衡造成的频繁功率变化，以及对未来时段的风电功率的预测精度不高等原因，使得现有的风储联合系统仍然存在电网调频能力差、跟踪计划出力水平不足的问题。因此，目前亟需一种风储联合系统的优化方法，以提升风储联合系统的风电跟踪计划出力水平和调频能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于布林线理论的风储联合系统的优化方法及系统，以提升风储联合系统的风电跟踪计划出力水平与调频能力。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种基于布林线理论的风储联合系统的优化方法，包括：
[0007]选取风储联合系统的控制模式；所述控制模式包括调频模式和跟踪计划模式；
[0008]根据所述控制模式，构建风储联合系统优化控制模型；
[0009]采用超前滚动优化控制方法，对所述风储联合系统优化控制模型进行求解，得到求解结果；
[0010]根据所述求解结果调节所述风储联合系统的储能出力情况；
[0011]判断所述风储联合系统是否需要进行优化，若是，则采用基于布林线理论的储能SOC优化方法，对所述风储联合系统进行优化，得到计划出力调整值，并上报至调度中心进行调整。
[0012]本专利技术还提出了一种基于布林线理论的风储联合系统的优化系统，包括：
[0013]控制模式选取模块，用于选取风储联合系统的控制模式；所述控制模式包括调频模式和跟踪计划模式；
[0014]优化控制模型构建模块，用于根据所述控制模式，构建风储联合系统优化控制模型；
[0015]优化控制模型求解模块，用于采用超前滚动优化控制方法，对所述风储联合系统优化控制模型进行求解，得到求解结果；
[0016]储能出力调节模块，用于根据所述求解结果调节所述风储联合系统的储能出力情况；
[0017]储能SOC优化模块，用于判断所述风储联合系统是否需要进行优化，若是，则采用基于布林线理论的储能SOC优化方法，对所述风储联合系统进行优化，得到计划出力调整值，并上报至调度中心进行调整。
[0018]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0019]本专利技术提出了一种基于布林线理论的风储联合系统的优化方法及系统，首先基于风储联合系统具有的储能系统与风电场联合运行的方式，以风储联合系统的考核电量最小为目标，考虑到风储联合系统参与电网调频服务的情况，构建了风储联合系统优化控制模型。采用超前滚动优化的控制方法对风储联合系统优化控制模型进行求解，从而将风储联合系统优化控制模型与风电预测功率相结合，提前预测未来一定时段的风电功率，进而可充分地将风储联合系统中储能系统的储能调节裕度分配至各个用电端，实现了储能系统的充、放电的平衡，提高了风储联合系统的控制效果。
[0020]本专利技术基于布林线理论，首次将股市分析领域中常用的布林线应用到风储联合系统中，采用基于布林线理论的储能SOC优化方法对风储联合系统的储能SOC进行动态优化，从而满足了风储联合系统的跟踪发电计划与调频的需求。结合风储联合系统优化控制模型、布林线理论、SOC优化策略以及超前滚动优化控制方法，在提升风储联合系统的跟踪发电计划出力能力的同时，还增强了风储联合系统的调频能力，提升了风储联合系统的整体性能，解决了现有的风储联合系统存在的跟踪计划能力差、调频能力弱的问题。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例1提供的基于布林线理论的风储联合系统的优化方法的流程图；
[0023]图2为本专利技术实施例1提供的基于布林线理论的风储联合系统的优化方法的原理图；
[0024]图3为本专利技术实施例1提供的单时段滚动优化示意图；
[0025]图4为本专利技术实施例1提供的基于布林线理论的储能SOC优化方法的流程图；
[0026]图5为本专利技术实施例1提供的风储联合系统的结构示意图；
[0027]图6为本专利技术实施例1提供的风储联合系统的出力曲线图；
[0028]图7为本专利技术实施例1提供的风储联合系统的出力偏差图；
[0029]图8为本专利技术实施例1提供的电池储能SOC的变化曲线框图；
[0030]图9为本专利技术实施例2提供的基于布林线理论的风储联合系统的优化系统的结构框图。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]本专利技术提出了一种基于布林线理论的风储联合系统的优化方法及系统，通过对风储联合系统的储能SOC进行优化，能够避免储能过充、过放的同时，保证储能具有较高的调节能力完成风储联合系统的调节任务，满足调频需求，同时提升了风储联合系统跟踪发电计划出力能力和调频能力，从而提升了风储联合系统的整体性能，进而提高了风储联合系统的市场竞争力。
[0033]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0034]实施例1
[0035]如图1和图2所示，本实施例示出了一种基于布林线理论的风储联合系统的优化方法，具体包括以下步骤：
[0036]步骤S1、选取风储联合系统的控制模式。具体是指根据调度中心向风储联合系统下发的调度指令，为风储联合系统选取所需要的控制模式，即风储联合系统的运行模式。所述控制模式包括调频模式和跟踪计划模式，风储联合系统在调频模式下参与电网的调频工作，而在跟踪计划模式下只跟踪计划值，不参与电网调频工作。
[0037]当调度中心向所述风储联合系统下发AGC(Automatic Generation Control，自动发电控制)调节指令时，则为所述风储联合系统选取所述调频模式，也就是说，将风储联合系统的运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于布林线理论的风储联合系统的优化方法，其特征在于，包括：选取风储联合系统的控制模式；所述控制模式包括调频模式和跟踪计划模式；根据所述控制模式，构建风储联合系统优化控制模型；采用超前滚动优化控制方法，对所述风储联合系统优化控制模型进行求解，得到求解结果；根据所述求解结果调节所述风储联合系统的储能出力情况；判断所述风储联合系统是否需要进行优化，若是，则采用基于布林线理论的储能SOC优化方法，对所述风储联合系统进行优化，得到计划出力调整值，并上报至调度中心进行调整。2.根据权利要求1所述的基于布林线理论的风储联合系统的优化方法，其特征在于，所述选取风储联合系统的控制模式，具体包括：当调度中心向所述风储联合系统下发AGC调节指令时，则为所述风储联合系统选取所述调频模式，使所述风储联合系统执行所述调频模式并参与到电网调频工作中；否则，为所述风储联合系统选取所述跟踪计划模式。3.根据权利要求1所述的基于布林线理论的风储联合系统的优化方法，其特征在于，所述根据所述控制模式，构建风储联合系统优化控制模型，具体包括：根据所述风储联合系统的控制模式，结合所述风储联合系统的风电预测功率、储能出力情况、储能SOC情况以及运行约束，建立所述风储联合系统优化控制模型。4.根据权利要求3所述的基于布林线理论的风储联合系统的优化方法，其特征在于，所述建立所述风储联合系统优化控制模型，具体包括：所述风储联合系统优化控制模型的目标是使所述风储联合系统的考核电量最小，即：其中，minQ(
·
)表示所述风储联合系统的最小考核电量，表示发电计划考核电量，表示调频考核电量，计算公式为：表示调频考核电量，计算公式为：表示调频考核电量，计算公式为：表示调频考核电量，计算公式为：其中，P
A
表示机组出力偏差限值，超过该限值的控制偏差累积值记为惩罚功率Δ
P
k,i
表示第k个考核时段的第i个控制周期的功率偏差；表示第k个考核时段的调频辅助变量，取值为1时表示所述风储联合系统参与调频，取值为0时表示所述风储联合系统不参与调频；表示单个调频指令的考核电量；N
agc
表示当天所述风储联合系统的调频次数；P
WN
表示风电场额定容量；Δt表示控制周期采样时间长度；所述风储联合系统优化控制模型的运行约束包括所述风储联合系统的功率平衡约束、储能系统SOC约束、储能系统死区控制约束、储能充放电功率约束和调频精度性能约束，则有：有：有：有：有：有：有：有：其中，表示第k个考核时段的第i个控制周期电池储能出力，单位为MW；表示第k个考核时段的第i个控制周期风电场原始出力；表示计划出力；表示储能装置在第k个考核时段的第i个控制周期功率流向标志；表示第k个考核时段的第i个控制周期风储系统二次调频指令；α2为储能系统充放电效率的中间量；表示第k个考核时段的第i个控制周期后的储能的SOC瞬时值；C
B
表示电池储能额定容量；η
Bc
表示储能充电效率，η
Bd
表示储能放电效率；表示电池储能的出力死区值；S
Bmin
、S
Bmax
分别表示储能SOC的整个优化时段的下限值、上限值；P
Br
表示电池储能的额定功率；k3表示电网对AGC机组调频精度指标值。5.根据权利要求1所述的基于布林线理论的风储联合系统的优化方法，其特征在于，所述采用超前滚动优化控制方法，对所述风储联合系统优化控制模型进行求解，得到求解结
果，具体包括：采用超前滚动优化控制方法，在每个优化控制周期中，对过去时段的风电场出力数据和储能出力数据进行更新，结合未来时段的增强预测功率数据，构建当前时刻的所述风储联合系统优化控制模型；采用优化求解器Gurobi对所述风储联合系统优化控制模型进行求解，得到求解结果。6.根据权利要求1所述的基于布林线理论的风储联合系统的优化方法，其特征在于，所述判断所述风储联合系统是否需要进行优化，若是，则采用基于布林线理论的储能SOC优化方法，对所述风储联合系统进行优化，得到计划出力调整值，并上报至调度中心进行调整，具体包括：读取过去预设时间内的电池储能SOC值，并计算当前i时刻的布林线的上轨线值、中轨线值和下轨线值；根据所述上轨线值、所述中轨线值和所述下轨线值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李滨，邓有雄，蒙旭光，陈碧云，白晓清，李佩杰，祝云，阳育德，韦化，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：