一种风电场和储能电站有功频率协调控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种风电场与储能电站有功频率协调控制方法及系统，本发明专利技术的协调控制系统包括储能电站、风电场、交直流混连电网、用电负荷以及控制单元，通过控制单元的控制，将风电系统与储能系统结合起来共同参与系统的有功频率协调，弥补了储能电站有功不足的问题，为恢复系统频率提供了很强大的辅助系统，有效地提高了系统的有功调节能力；本发明专利技术的协调控制方法中，通过储能控制器、有功分配器和能量管理器以及风电场的一次调频控制，控制储能电站的有功功率和风电场增发有功功率，实时有效迅速的结合风电场和储能电站的实际情况来为并网点频率跌落提供有功补偿，大大提高了协调控制系统的有功调节范围，解决了并网点频率跌落的问题。落的问题。落的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种风电场和储能电站有功频率协调控制方法及系统


[0001]本专利技术属于能源控制
，涉及一种有功频率协调控制方法及系统。

技术介绍

[0002]光伏电网和风电场这种大规模清洁能源接入电网运行后所产生的随机波动出力势必会影响系统有功出力与负荷需求之间的平衡关系，因此，当发生随机严重有功缺额时，如果不能快速地使有功出力与负荷需求之间达到平衡，电网频率会大幅下跌，这将会对整个电力系统造成严重的伤害。
[0003]目前，风电场参与一次调频的形式有多种，例如：可以采用风电场加装储能装置的措施，依靠储能装置提供对电网频率的支撑；也可以通过改造风电机组的控制系统实现调频；还可以通过在风电场的功率控制系统上附加调频功能实现调频。但是仅仅依靠储能电站或风电场自身的有功出力使得系统有功调节范围较小，其有功调节范围是很有限的，有时无法满足并网点的频率缺额，往往需要增加其他辅助设备来进行有功补偿。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中所述的问题，本专利技术提出了一种风电场与储能电站有功频率协调控制方法及系统。
[0005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场与储能电站有功频率协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、通过实时监测得到风电场(B)的剩余可发有功功率P2’
和储能电站(A)的剩余可发有功功率P3’
，同时设置风电场(B)剩余可发的有功功率上限值P
wmax
、储能电站(A)剩余可发的有功功率上限值P
vmax
；步骤二、将风电场(B)的剩余可发有功功率P2’
与其剩余可发有功功率上限值P
wmax
进行比较，将储能电站(A)的剩余可发有功功率P3’
与其剩余可发有功功率上限值P
vmax
进行比较；步骤三、若P2’
≤P
wmax
且P3’
≤P
vmax
，则风电场(B)的剩余可发有功功率为P2＝P2’
，储能电站(A)的剩余可发有功功率为P3＝P3’
；若P2’
≤P
wmax
且P3’
＞P
vmax
，则风电场(B)的剩余可发有功功率为P2＝P2’
，储能电站(A)的剩余可发有功功率为P3＝P
vmax
；若P2＞P
wmax
且P3’
≤P
vmax
，则风电场(B)的剩余可发有功功率为P2＝P
wmax
，储能电站(A)的剩余可发有功功率为P3＝P3’
；若P2’
＞P
wmax
且P3’
＞P
vmax
，则风电场(B)的剩余可发有功功率为P2＝P
wmax
，储能电站(A)的剩余可发有功功率为P3＝P
vmax
；步骤四、将风电场(B)的剩余可发有功功率P2的信号和储能电站(A)的剩余可发有功功率P3的信号传输给有功分配器(14)，同时将能量管理器(15)的有功缺额功率P1的信号传输给有功分配器(14)；步骤五、若SOC>20％且P3≥P1，仅将能量管理器(15)的有功缺额功率P1的信号传输给储能控制器(10)，仅由储能电站(A)提供有功补偿；若SOC>20％且P3＜P1，则ΔP＝P1‑
P3，将储能电站(A)的剩余可发有功功率P3的信号传输给储能控制器(10)并将ΔP信号传输给风机控制器(20)；若SOC≤20％，则ΔP＝P1，将储能电站(A)的剩余可发有功功率P3的信号传输给储能控制器(10)并将ΔP信号传输给风机控制器(20)；步骤六、风机控制器(20)接收ΔP信号和风电场(B)的剩余可发有功功率P2的信号，并设置风电场(B)剩余可发的有功功率上限值P
wmax
；步骤七、若ΔP≤P2，则设置风电有功指令值P
2*
＝ΔP+P0，启动风电一次调频控制，在P0基础上增加有功ΔP，增发有功抑制系统频率跌落；若ΔP>P2，则设置风电有功指令值P
2*
＝P
wmax
+P0，启动风电一次调频控制，在P0基础上增加有功P
wmax
，满发有功以抑制系统频率跌落；其中P0为风电场(B)的初始功率指令值。2.根据权利要求1所述的一种风电场与储能电站有功频率协调控制方法，其特征在于：所述步骤一中，风电场(B)的剩余可发有功功率P2’
＝P
w1
+
…
+P
wn
，其中P
w1
…
P
wn
表示风电场(B)中并联的各台风机的剩余可发有功功率。3.根据权利要求1所述的一种风电场与储能电站有功频率协调控制方法，其特征在于：所述步骤四中，能量管理器(15)通过减法器(151)收集并网点频率信号f
sys
与并网点频率参考值f
*sys
并将它们作差，然后将得到的差值信号(153)传输给比例积分器(152)，计算得到有功缺额功率P1(154)，最后通过信号处理得到有功缺额功率P1的信号。4.根据权利要求3所述的一种风电场与储能电站有功频率协调控制方法，其特征在于：所述步骤七的风机控制器(20)中采用一次调频控制器(202)进行频率和功率控制，其中上限钳位控制器(2022)实时采集系统频率幅值信号(2021)，如果系统频率幅值信号(2021)小于或等于f
min
，则上限钳位控制器(2022)输出最大有功功率参考信号P
*wmax
，否则，输出为0；下垂系数控制器(2023)实时采集系统频率幅值信号(2021)，如果系统频率幅值信号(2021)大于f
min
并小于f
max
，则下垂系数控制器(2023)输出有功...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄云辉，陈付恩，王栋，周克亮，邓丽君，黄立滨，蔡海青，顾浩瀚，胡云，罗超，廖梦君，伍文聪，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：