一种海上风电波动实时平抑目标功率确定方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种海上风电波动实时平抑目标功率确定方法、系统及介质，包括以下步骤：步骤S1、获取实时风速，并根据获取的实时风速生成风机的实时输出功率；步骤S2、根据两个时间尺度下的风电功率波动，建立不同时间尺度下的风电功率波动的关系模型；步骤S3、根据相邻时刻两个时间尺度的风电功率波动的关系模型自适应调整滤波系数，采用低通滤波算法，确定满足两个时间尺度波动限制的风电并网目标输出功率；本申请通过考虑储能系统的使用寿命，从而减少储能系统的充放电次数，延长储能系统的使用寿命。的使用寿命。的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电波动实时平抑目标功率确定方法、系统及介质


[0001]本专利技术属于可再生能源
，具体涉及一种海上风电波动实时平抑目标功率确定方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]随着环境问题日益严重，世界各国对清洁能源、可再生能源发电的关注度也日益提高。近年来，我国风能发电产业获得了飞速的发展，由于沿海的遮挡物相对于内陆的遮挡物较少，风力相对于内陆稳定性好，使沿海风电场的发展非常迅速。然而，风力发电具有随机性和波动性，所以风电并网会对电网产生冲击，一旦超出了电网的承受范围，就会严重破坏电网的安全性和稳定性。
[0003]风电接入电网造成的影响主要表现在四个方面：一)、风电输出功率的随机波动性会对电力系统的稳定性和安全性构成威胁；二)、电网故障时，风电机组受低电压穿越能力(low voltage ride through，LVRT)限制将自动脱网；三)、由于电网承受扰动的能力有限，超过电网容纳能力的风电将难以消纳；四)、作为电源，风电接入电网将影响原有电力系统的运行方式，增加系统备用容量的需求，对系统运行的经济性产生影响。
[0004]因此，利用混合储能技术能够较好的平抑风电波动，使分电场的输出功率满足并网要求，其中，分电场的输出功率包括风电输出功率和储能输出功率，由于风电输出功率具有波动性，由电池与超级电容组成的混合储能系统在功率特性和能量特性上互补，充放电持续时间不同，现有技术中，通过在不同时间尺度上对风电功率的波动进行平抑，实现对风电两个时间尺度功率波动进行调整，但是，因为电池和超级电容的充放电次数的限制，在功率输出过程中，频繁的充放电会减少电池和超级电容的充放电次数，增加其衰老速度，降低使用寿命。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种海上风电波动实时平抑目标功率确定方法，解决现有技术对风电波动实时平抑过程中不考虑储能系统的充放电次数，导致储能系统寿命降低的问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本方法采取如下技术方案：
[0007]一种海上风电波动实时平抑目标功率确定方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0008]S1、获取历史记录中的实时风速，并根据获取的实时风速生成风机的实时输出功率；
[0009]S2、根据两个时间尺度下的风电功率波动，建立不同时间尺度下的风电功率波动的关系模型；
[0010]S3、根据相邻时刻两个时间尺度的风电功率波动的关系模型自适应调整滤波系数，采用低通滤波算法，确定满足两个时间尺度波动限制的风电并网目标输出功率。
[0011]进一步的，所述的步骤S1中，实施风速的获取方式为：
[0012]S11、输入第i个月的月平均风速；
[0013]S12、利用风速的威布尔分布特征和日形状特征生成第i月内每十分钟的平均风速；
[0014]S13、利用第i月内每十分钟的平均风速，并根据ARMA模型生成第i月内每一秒内的风速序列；
[0015]S14、重复上述步骤S11
‑
S1，得到一年内每秒风速数据。
[0016]进一步的，所述的步骤S12中，第i月内每十分钟的平均风速生成过程为：
[0017]S121、根据单位时间自相关系数和风速时间序列生成以十分钟为单位时间的自相关风速时间序列；
[0018]S122、根据月平均风速和风速曲线，以十分钟为采样时间，生成满足风速日形状的风速时间序列；
[0019]S123、将自相关风速时间序列和满足风速日形状的风速时间序列分别经概率变化为均值为0，方差为1的正态分布序列后，相加得到同时具有时间相关性和日形状性质的风速时间序列；
[0020]S124、根据不同地区特性，选择合适的威布尔形状参数和尺度参数，对同时具有时间相关性和日形状性质的风速时间序列进行威布尔反变换，得到满足威布尔两参数分布的十分钟平均风速数据。
[0021]进一步的，所述的步骤S1中，风机的实时输出功率的获取方式为：
[0022][0023]其中P
N
为一台风力机的额定功率,v为实时风速,v
ci
为风机的切入风速,v
∞
为风机的切出风速,v
N
为风机的额定风速。
[0024]进一步的，所述步骤S2中，不同时间尺度风电波动的关系模型建立的方式为：
[0025][0026]式中,ΔP
o,1min
％(t)为一分钟风电功率波动率；ΔP
o,30min
％(t)为三十分钟风电功率波动率，γ
1min
％为风电并网标准所规定的一分钟的风电功率波动率最大值；γ
30min
％为风电并网标准所规定的三十分钟的风电功率波动率最大值；
[0027]其中，风电平抑目标功率满足一分钟和三十分钟波动限制,如下式:
[0028][0029]进一步的，所述步骤S3中，滤波系数自适应调整的方式为：
[0030]S31、由两个时间尺度风电功率波动关系模型确定的一分钟风电功率波动限制确定的滤波系数作为参考滤波系数；
[0031]S32、计算一分钟风电功率波动率；
[0032]S33、判断三十分钟功率波动率是否大于三十分钟风电波动率最大值，是，则根据三十分钟风电波动率最大值计算新的滤波系数，否，则滤波系数为参考滤波系数。
[0033]所述步骤S3中，采用低通滤波算法，确定满足两个时间尺度波动限制的风电并网目标输出功率的方式为：
[0034]S34、根据调整后的滤波系数，确定风电平抑后的目标功率；
[0035]S35、计算确定风电平抑后的目标功率的这一时刻，一分钟风电波动率和三十分钟风电波动率；
[0036]S36、通过三十分钟目标输出功率的波动率，根据不同时间尺度风电波动的关系模型，确定下一秒风电一分钟波动限制参考值；
[0037]S37、返回步骤S34，确定每一个时刻风电功率波动的实时平抑目标值。
[0038]为解决上述技术问题，本专利技术提供的另一种技术方案是：一种海上风电波动实时平抑目标功率确定系统，其特征在于：包括采集模块、运算模块和输出模块，其中：
[0039]采集模块：根据风速中长期的威布尔分布模型和日形状特性，对10分钟平均风速进行合成；然后根据风速在短时间尺度具有的端流特性和Vor
‑
karman功率谱分布对秒级风速进行时间序列的合成，获得一年每秒风速数据；
[0040]运算模块：根据获取的实时风速生成风机的实时输出功率；根据两个时间尺度下的风电功率波动，建立不同时间尺度风电波动的关系模型；根据相邻时刻两个时间尺度的风电功率波动的关系模型自适应调整滤波系数，采用低通滤波算法，确定满足两个时间尺度波动限制的风电并网目标输出功率；
[0041]输出模块：风电场根据运算模块确定的输出功率进行功率输出。
[0042]进一步的，所述两个时间尺度下的风电功率波动为一分钟的风电有功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电波动实时平抑目标功率确定方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、获取历史记录中的实时风速，并根据获取的实时风速生成风机的实时输出功率；S2、根据两个时间尺度下的风电功率波动，建立不同时间尺度下的风电功率波动的关系模型；S3、根据相邻时刻两个时间尺度的风电功率波动的关系模型自适应调整滤波系数，采用低通滤波算法，确定满足两个时间尺度波动限制的风电并网目标输出功率。2.根据权利要求1所述的一种海上风电波动实时平抑目标功率确定方法，其特征在于：所述的步骤S1中，实施风速的获取方式为：S11、输入第i个月的月平均风速；S12、利用风速的威布尔分布特征和日形状特征生成第i月内每十分钟的平均风速；S13、利用第i月内每十分钟的平均风速，并根据ARMA模型生成第i月内每一秒内的风速序列；S14、重复上述步骤S11
‑
S13，得到一年内每秒风速数据。3.根据权利要求2所述的一种海上风电波动实时平抑目标功率确定方法，其特征在于：所述的步骤S12中，第i月内每十分钟的平均风速生成过程为：S121、根据单位时间自相关系数和风速时间序列生成以十分钟为单位时间的自相关风速时间序列；S122、根据月平均风速和风速曲线，以十分钟为采样时间，生成满足风速日形状的风速时间序列；S123、将自相关风速时间序列和满足风速日形状的风速时间序列分别经概率变化为均值为0，方差为1的正态分布序列后，相加得到同时具有时间相关性和日形状性质的风速时间序列；S124、根据不同地区特性，选择合适的威布尔形状参数和尺度参数，对同时具有时间相关性和日形状性质的风速时间序列进行威布尔反变换，得到满足威布尔两参数分布的十分钟平均风速数据。4.根据权利要求1所述的一种海上风电波动实时平抑目标功率确定方法，其特征在于：所述的步骤S1中，风机的实时输出功率的获取方式为：其中P
N
为一台风力机的额定功率,v为实时风速,v
ci
为风机的切入风速,v
∞
为风机的切出风速,v
N
为风机的额定风速。5.根据权利要求1所述的一种海上风电波动实时平抑目标功率确定方法，其特征在于：所述步骤S2中，不同时间尺度风电波动的关系模型建立的方式为：
式中,ΔP
o,1min
％(t)为一分钟风电功率波动率；ΔP
o,30min
％(t)为三十分钟风电功率波动率，γ
1min
％为风电并网标准所规定的一分钟的风电功率波动率最大值；γ
30...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雨薇，郦洪柯，徐晗，陈贤卿，常伟光，陈晴，杨强，王霄鹤，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：