考虑储能的风电场AGC和一次调频协调控制控制方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种考虑储能的风电场AGC和一次调频协调控制控制方法和系统。所述方法包括如下步骤：S1.对考虑储能的风电场进行有功出力指令协调；S2.一次调频控制；S3.对考虑储能的风电场进行AGC控制。本发明专利技术通过考虑储能的风电场AGC和一次调频协调控制方法和系统，保证考虑储能的风电场能够协调响一次调频和风电场AGC，保障了电力系统和风电场的安全协调运行。运行。运行。

【技术实现步骤摘要】
考虑储能的风电场AGC和一次调频协调控制控制方法和系统


[0001]本专利技术涉及风力发电
，具体涉及到一种考虑储能的风电场AGC和一次调频协调控制控制方法和系统。

技术介绍

[0002]近年来，风电大规模接入电力系统，传统机组调频能力进一步被削弱。因此需要风电场参与电力系统调频。目前风电场多采用自动发电控制(AGC)模式，当风电场参与电力系统一次调频时往往会面临与AGC不同的性能要求，因此一次调频需要和自动发电控制进行协调。
[0003]现有技术中，中国专利技术专利申请公开号CN109066790A给出了一种基于场站控制的风电场一次调频与AGC协调控制方法，通过实时监测并网运行集中接入的风电场并网点频率，当并网点频率超过设定的一次调频死区后，根据风电场功率的下垂频率调节控制方法和系统计算一次调频动作后能量管理平台一次调频功率目标值PPFR，一次调频测控系统将新的一次调频功率目标值PPFR通过能量管理平台重新分配至各风力发电机组，风力发电机组根据指令调节各自出力，实现风电场整体的一次调频功能使风电场一次调频与风电场AGC控制能够协调。中国专利技术专利申请公开号CN113285493A公开了一种新能源场站一次调频与AGC协调控制方法，在新能源场站内增加一套一次调频系统，实现站级一次调频功能，且实现一次调频系统与AGC协调控制；在新能源场站一次调频功能投入且系统频率超过死区，同时在AGC投入下，根据选择的一次调频与AGC协调控制方法和系统，则执行有功功率调整，将有功功率目标值指令下发至风电SCADA系统或者光伏数据采集网，再对应到风电机组或光伏发电单元；若AGC未投入，则按照调频有功指令执行。中国专利技术专利申请公开号CN113489028A公开了一种风电场一次调频控制方法及控制系统，根据调度指令和风电场站内测量信息，通过一次调频主机、有功功率自动控制系统(AGC系统)和能量管理平台，调节风电机组的有功出力，实现风电场一次调频功能，以满足风电场并网要求。但是上述现有技术未给出明确的指令协调系统的明确定义且未进行最优有功出力分配，不能便于实现指令协调定义，且不能对一次调频及AGC进行有功出力的最优分配。
[0004]如何克服风电场参与一次调频与风电场AGC不协调这一技术问题，实现协调风电场内多个风电机组及储能装置统一参与电力系统的一次调频以及风电场AGC，保障风电机组和电力系统的稳定运行，成为本
亟待解决的课题。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种考虑储能的风电场AGC和一次调频协调控制控制方法和系统，具体采用如下技术方案：
[0006]一种考虑储能的风电场AGC和一次调频协调控制控制方法，包括如下步骤：
[0007]S1.对考虑储能的风电场进行有功出力指令协调；
[0008]S2.一次调频控制；
[0009]S3.对考虑储能的风电场进行AGC控制。
[0010]进一步，所述步骤S1.对考虑储能的风电场进行有功出力指令协调中，所述有功出力指令为：
[0011]Ins＝Φ(t)P
fref
+(1
‑
Φ(t))P
pref
[0012]其中，Φ(t)表示一次调频状态变量，当风电场收到一次调频指令时Φ(t)为1，一次调频完成其值更新为0；P
fref
表示一次调频参考功率，P
pref
表示风电场自动发电参考功率。
[0013]进一步，所述步骤S2.一次调频控制包括：
[0014]当t时刻收到一次调频指令时，Φ(t)为1，此时不论是否收到风电场AGC指令，风电场响应的所述有功出力指令Ins＝P
fref
；
[0015]此时，所述考虑储能的风电场控制目标为：保证风电场的实际有功出力和功率参考值偏差尽快趋于0，即：
[0016][0017][0018][0019][0020]其中，J表示优化目标函数；I表示风电机组的总数量；和分别表示考虑储能的风电场t
‑
1时刻的有功输出以及t时刻的有功控制指令；和分别表示风电机组i在t
‑
1时刻的输出功率和t时刻的分配的有功控制指令；和表示储能装置t
‑
1时刻的输出功率和t时刻的分配的有功控制指令；j1和j2为两个权重参数，通过专家打分法确定；res
f
表示一次调频响应时间；表示风电机组i的爬坡速率。
[0021]进一步，所述步骤S2.一次调频控制还包括：
[0022]建立风电场一次调频有功增量约束；
[0023]建立风电场有功输出约束；
[0024]建立风电机组爬坡速率约束；
[0025]建立储能装置充放电功率上下限约束；
[0026]建立储能装置的荷电状态约束；
[0027]建立响应时间约束。
[0028]进一步，所述风电场一次调频有功增量约束为：
[0029][0030]其中，和P
f
分别表示一次调频的有功增发上下限；
[0031]所述风电场有功输出约束为：
[0032][0033]其中，P
w,i
和分别表示风电机组i的有功出力上下限，u
i
(t)∈[0,1]为状态变量，其取值为1时表示风电机组i可以参与调频，为0则表示不能参与调频；
[0034]所述风电机组爬坡速率约束为：
[0035][0036]其中，ΔP
w,i
和分别表示风电机组i的爬坡速率允许下限和上限；
[0037]所述储能装置充放电功率上下限约束为：
[0038][0039][0040]其中，P
r
为储能装置的额定功率，和分别为储能装置t时刻的充放电功率和功率调节量；
[0041]所述储能装置的荷电状态约束为：
[0042][0043][0044]其中，S
b
(t)为储能装置在t时刻的荷电状态，λ
t
为一个时间段的时长，S
b
和分别为储能装置的最大值和最小值；
[0045]所述响应时间约束为：
[0046]0<res
f
≤T
f
[0047]T
f
表示一次调频的时间。
[0048]进一步，所述步骤S3.对考虑储能的风电场进行AGC控制，包括：
[0049]当t时刻风电场收到AGC指令且一次调频响应完成，Φ(t)状态更新为0，此时风电场响应的所述有功出力指令Ins＝P
pref
；
[0050]此时风电场控制目标为保证实发功率和功率参考值偏差尽快趋于0，即：
[0051][0052][0053][0054][0055]其中，J表示优化目标函数；I表示风电机组的总数量；和分别表示考虑储能的风电场t
‑
1时刻的有功输出以及t时刻的有功控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑储能的风电场AGC和一次调频协调控制控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.对考虑储能的风电场进行有功出力指令协调；S2.一次调频控制；S3.对考虑储能的风电场进行AGC控制。2.根据权利要求1所述的考虑储能的风电场AGC和一次调频协调控制控制方法，其特征在于，所述步骤S1.对考虑储能的风电场进行有功出力指令协调中，所述有功出力指令为：Ins＝Φ(t)P
fref
+(1
‑
Φ(t))P
pref
其中，Φ(t)表示一次调频状态变量，当风电场收到一次调频指令时Φ(t)为1，一次调频完成其值更新为0；P
fref
表示一次调频参考功率，P
pref
表示风电场自动发电参考功率。3.根据权利要求2所述的考虑储能的风电场AGC和一次调频协调控制控制方法，其特征在于，所述步骤S2.一次调频控制包括：当t时刻收到一次调频指令时，Φ(t)为1，此时不论是否收到风电场AGC指令，风电场响应的所述有功出力指令Ins＝P
fref
；此时，所述考虑储能的风电场控制目标为：保证风电场的实际有功出力和功率参考值偏差尽快趋于0，即：偏差尽快趋于0，即：偏差尽快趋于0，即：偏差尽快趋于0，即：其中，J表示优化目标函数；I表示风电机组的总数量；和分别表示考虑储能的风电场t
‑
1时刻的有功输出以及t时刻的有功控制指令；和分别表示风电机组i在t
‑
1时刻的输出功率和t时刻的分配的有功控制指令；和表示储能装置t
‑
1时刻的输出功率和t时刻的分配的有功控制指令；j1和j2为两个权重参数，通过专家打分法确定；res
f
表示一次调频响应时间；表示风电机组i的爬坡速率。4.根据权利要求3所述的考虑储能的风电场AGC和一次调频协调控制控制方法，其特征在于，所述步骤S2.一次调频控制还包括：建立风电场一次调频有功增量约束；建立风电场有功输出约束；建立风电机组爬坡速率约束；建立储能装置充放电功率上下限约束；建立储能装置的荷电状态约束；建立响应时间约束。
5.根据权利要求4所述的考虑储能的风电场AGC和一次调频协调控制控制方法，其特征在于：所述风电场一次调频有功增量约束为：其中，和P
f
分别表示一次调频的有功增发上下限；所述风电场有功输出约束为：其中，P
w,i
和分别表示风电机组i的有功出力上下限，u
i
(t)∈[0,1]为状态变量，其取值为1时表示风电机组i可以参与调频，为0则表示不能参与调频；所述风电机组爬坡速率约束为：其中，ΔP
w,i
和分别表示风电机组i的爬坡速率允许下限和上限；所述储能装置充放电功率上下限约束为：所述储能装置充放电功率上下限约束为：其中，P
r
为储能装置的额定功率，和分别为储能装置t时刻的充放电功率和功率调节量；所述储能装置的荷电状态约束为：所述储能装置的荷电状态约束为：其中，S
b
(t)为储能装置在t时刻的荷电状态，λ
t
为一个时间段的时长，S
b
和分别为储能...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆伏，王森，王雪璐，冯笑丹，王宏伟，冯翔宇，吕建波，张运泽，袁志国，杜洋，
申请(专利权)人：北京华能新锐控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：