基于可再生能源剧烈波动特征识别的功率平抑方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于可再生能源剧烈波动特征识别的功率平抑方法和系统，其中本发明专利技术提供的方法通过定义可再生能源发电功率波动特征指标，将可再生能源的波动进行等级划分，并灵活调动和分配储能及可调节负荷等灵活可调节资源，按照对应等级采取相应的功率波动平抑方法，从而实现可再生能源发电功率的有效平抑，有效实现源

【技术实现步骤摘要】
基于可再生能源剧烈波动特征识别的功率平抑方法和系统


[0001]本专利技术属于电力系统调度
，具体涉及一种基于可再生能源剧烈波动特征识别的功率平抑方法和系统。

技术介绍

[0002]风电、光伏等清洁可在生新能源发电进一步加快发展，电力系统中风、光等新能源发电的渗透比例也将进一步提高，新能源出力的波动性和随机性在电网中的影响特点将进一步凸显，电力系统的“双高”(即高比例可再生能源接入和高比例电力电子器件应用)特征也愈加显著。据统计，未来10年我国年均新增风、光发电装机需不少于7500 万千瓦，相应的，伴随可再生能源的发展，大量风电、光伏电力电子变换器将接入电网，例如直驱式风电机组变流器、光伏电站和分布式光伏逆变器等，与此同时，“双高”电力系统的安全稳定运行问题愈加突出，其对灵活调节资源的需求愈加强烈，从“源头”上改善或缓解可再生能源发电功率并网的波动特征成为一种重要的解决方案。这时，储能作为一种功率可双向流动、功率控制精确、响应迅速的设备，应用于改善或缓解可再生能源发电功率并网的波动特征成为一种重要的手段。随着智能电网技术的发展，负荷的调节潜力被不断挖掘，可中断负荷、可转移负荷、可调节负荷等的细致划分工作也为负荷在平抑电网中的不平衡功率应用带来可能。
[0003]为此，根据可再生能源出力的波动特征，对其进行分类，并结合负荷与储能等灵活调节资源对其进行针对性的波动平抑，一方面充分挖掘电网中可灵活调节资源的应用潜力，另一方面，也探究储能与负荷融合调节的应用效果。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种基于可再生能源剧烈波动特征识别的功率平抑方法和系统，旨在实现利用可再生能源发电功率的有效平抑，有效实现源
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储的资源协调，提高电网综合资源应用价值，一方面充分挖掘电网中可灵活调节资源的应用潜力，另一方面，也探究储能与负荷融合调节的应用效果。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种基于可再生能源剧烈波动特征识别的功率平抑方法，包括：
[0007]获取所需调节的可再生能源发电的相关数据信息；
[0008]基于相关数据信息，结合可再生能源波动特征指标定义计算指标值，根据指标值判断所属波动等级；
[0009]根据波动等级判断需要采取的对应控制策略，控制策略具体包括：
[0010]一级轻微波动时，采用策略1，即将可再生能源的出力直接并入电网；
[0011]二级中等波动时，采用策略2，即利用单一储能对可再生能源的出力进行波动平抑；
[0012]三级严重波动时，采用策略3，即采用混合储能方式进行波动平抑；
[0013]四级剧烈波动时，采用策略4，即采用负荷和储能混合的方式进行波动平抑；
[0014]根据确定的控制策略控制对应的可调节负荷和储能对可再生能源的出力波动进行平抑。
[0015]进一步的，可再生能源波动特征指标具体定义如下：
[0016][0017]式中，K为定义的可再生能源波动特征指标值，w为根据采样周期不同而确定的比例系数，P
i
(t)为第i种可再生能源发电机组或集群在t时刻的出力功率值，P
rate
‑
i
为第i种可再生能源的发电机组或集群的额定装机。
[0018]进一步的，根据指标值判断所属波动等级，具体包括：
[0019]0≤K≤10％时，定义为一级轻微波动；
[0020]10％＜K≤30％时，定义为二级中等波动；
[0021]30％＜K≤70％时，定义为三级严重波动；
[0022]70％＜K≤100％时，定义为四级剧烈波动。
[0023]进一步的，根据确定的控制策略控制对应的可调节负荷和储能对可再生能源的出力波动进行平抑，具体包括：
[0024]采用策略1时，直接将可再生能源的出力直接并入电网，不需可调节负荷和储能参与调节；
[0025]采用策略2时，利用功率型储能对可再生能源的出力进行波动平抑，功率型储能的平抑波动功率指令为P
battery
‑
1i
(t)＝P
i
(t)
‑
P
ave
，其中P
i
(t)为第i种可再生能源发电机组或集群在t时刻的出力功率值，P
ave
为可再生能源出力功率平均值，即T为总周期，N为总采样点数，P
battery
‑
1i
(t)为功率型储能的平抑波动功率指令，即第i种可再生能源发电机组或集群在t时刻需功率型储能平抑的功率值；
[0026]采用策略3时，利用功率型储能结合能量型储能进行出力的波动平抑，功率型储能的平抑波动功率指令为P
battery
‑
1i
(t)，能量型储能的平抑波动功率指令为P
battery
‑
2i
(t)；
[0027]采用策略4时，利用可调节负荷、功率型储能和能量型储能进行出力的波动平抑，功率型储能和能量型储能平抑波动功率指令为P
battery
‑
1i
(t)和P
battery
‑
2i
(t)，可调节负荷的平抑波动功率指令为P
load
‑
3i
(t)。
[0028]进一步的，在策略3和策略4中，各类信号的分配方式具体为：
[0029]策略3中利用小波包分解方法将可再生能源发电机组或集群需要平抑的功率曲线P
battery
‑
i
(t)按照频段进行划分，分别设置为[0,f]和(f,∞)两个频段，其中(f,∞]频段的功率信号汇合重构为功率型储能指令P
battery
‑
1i
(t)，[0,f]频段的功率信号汇合重构为能量型储能的平抑波动功率指令P
battery
‑
2i
(t)，其中，f是正整数；
[0030]策略4中利用小波包分解方法将可再生能源发电机组或集群需要平抑的功率曲线P
battery
‑
i
(t)按照频段进行划分，设置[0,a]，(a,b]和(b,∞)三个频段，其中(b,∞)频段的功率信号汇合重构为功率型储能的平抑波动功率指令P
battery
‑
1i
(t)，(a,b]频段的功率信号汇
合重构为能量型储能的平抑波动功率指令P
battery
‑
2i
(t)、 [0,a]频段的功率信号汇合重构为可调节负荷的平抑波动功率指令P
load
‑
3i
(t)，其中，a、b是正整数。
[0031]第二方面，本专利技术提供一种基于可再生能源剧烈波动特征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于可再生能源剧烈波动特征识别的功率平抑方法，其特征在于，包括：获取所需调节的可再生能源发电的相关数据信息；基于所述相关数据信息，结合可再生能源波动特征指标定义计算指标值，根据所述指标值判断所属波动等级；根据所述波动等级判断需要采取的对应控制策略，所述控制策略具体包括：一级轻微波动时，采用策略1，即将所述可再生能源的出力直接并入电网；二级中等波动时，采用策略2，即利用单一储能对所述可再生能源的出力进行波动平抑；三级严重波动时，采用策略3，即采用混合储能方式进行波动平抑；四级剧烈波动时，采用策略4，即采用负荷和储能混合的方式进行波动平抑；根据确定的所述控制策略控制对应的可调节负荷和储能对所述可再生能源的出力波动进行平抑。2.根据权利要求1所述的基于可再生能源剧烈波动特征识别的功率平抑方法，其特征在于，所述可再生能源波动特征指标具体定义如下：式中，K为定义的所述可再生能源波动特征指标值，w为根据采样周期不同而确定的比例系数，P
i
(t)为第i种可再生能源发电机组或集群在t时刻的出力功率值，P
rate
‑
i
为第i种可再生能源的发电机组或集群的额定装机。3.根据权利要求1所述的基于可再生能源剧烈波动特征识别的功率平抑方法，其特征在于，根据所述指标值判断所属波动等级，具体包括：0≤K≤10％时，定义为所述一级轻微波动；10％＜K≤30％时，定义为所述二级中等波动；30％＜K≤70％时，定义为所述三级严重波动；70％＜K≤100％时，定义为所述四级剧烈波动。4.根据权利要求1所述的基于可再生能源剧烈波动特征识别的功率平抑方法，其特征在于，根据确定的所述控制策略控制对应的可调节负荷和储能对所述可再生能源的出力波动进行平抑，具体包括：采用所述策略1时，直接将所述可再生能源的出力直接并入电网，不需所述可调节负荷和储能参与调节；采用所述策略2时，利用功率型储能对所述可再生能源的出力进行波动平抑，所述功率型储能的平抑波动功率指令为P
battery
‑
1i
(t)＝P
i
(t)
‑
P
ave
，其中P
i
(t)为第i种可再生能源发电机组或集群在t时刻的出力功率值，P
ave
为可再生能源出力功率平均值，即T为总周期，N为总采样点数，P
battery
‑
1i
(t)为功率型储能的平抑波动功率指令，即第i种可再生能源发电机组或集群在t时刻需功率型储能平抑的功率值；采用所述策略3时，利用所述功率型储能结合能量型储能进行出力的波动平抑，所述功率型储能的平抑波动功率指令为P
battery
‑
1i
(t)，所述能量型储能的平抑波动功率指令为
P
battery
‑
2i
(t)；采用所述策略4时，利用所述可调节负荷、所述功率型储能和所述能量型储能进行出力的波动平抑，所述功率型储能和所述能量型储能平抑波动功率指令为P
battery
‑
1i
(t)和P
battery
‑
2i
(t)，所述可调节负荷的平抑波动功率指令为P
load
‑
3i
(t)。5.根据权利要求4所述的基于可再生能源剧烈波动特征识别的功率平抑方法，其特征在于，在所述策略3和策略4中，各类信号的分配方式具体为：策略3中利用小波包分解方法将可再生能源发电机组或集群需要平抑的功率曲线P
battery
‑
i
(t)按照频段进行划分，分别设置为[0,f]和(f,∞)两个频段，其中(f,∞]频段的功率信号汇合重构为功率型储能的平抑波动功率指令P
battery
‑
1i
(t)，[0,f]频段的功率信号汇合重构为能量型储能的平抑波动功率指令P
battery
‑
2i
(t)，其中，f是正整数；策略4中利用小波包分解方法将可再生能源发电机组或集群需要平抑的功率曲线P
battery
‑
i
(t)按照频段进行划分，设置[0,a]，(a,b]和(b,∞)三个频段，其中(b,∞)频段的功率信号汇合重构为功率型储能的平抑波动功率指令P
battery
‑
1i
(t)，(a,b]频段的功率信号汇合重构为能量型储能的平抑波动功率指令P
battery
‑
2i
(t)、[0,a]频段的功率信号汇合重构为可调节负荷的平抑波动功率指令P
load
‑
3i
(t)，其中，a、b是正整数。6.基于可再生能源剧烈波动特征识别的功率平抑系统，其特征在于，包括：数据获取单元，用于获取所需调节的可再生能源发电的相关数据信息；波动判断单元，用于基于所述相关数据信息，结合可再生能源波动特征指标定义计算指标值，根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钢，邓瑞麒，李波，武建平，郑广勇，郭亮，陈锦洪，晏梦璇，柳军停，黄伟杰，郑文杰，卢伟钿，易晋，张欣，黄晓光，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：