專利名稱：一種風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)頻率的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新能源發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)頻率的控制方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，其安全穩(wěn)定運(yùn)行本質(zhì)上要求發(fā)電與負(fù)荷需求之間必須時(shí)刻保持平衡。電力系統(tǒng)如果不能進(jìn)行有效控制而出現(xiàn)供需失衡，將導(dǎo)致系統(tǒng)頻率波動(dòng)，影響負(fù)荷的可靠用電甚至可能引起系統(tǒng)大范圍的事故。風(fēng)電和光伏為代表的新能源正逐步成為我國(guó)重要的能源資源，在滿足能源需求、 改善能源結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用的同時(shí)，其固有的間歇性和波動(dòng)性特點(diǎn)也給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了巨大的壓力。為了解決新能源大規(guī)模接入后的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題，通過(guò)風(fēng)光互補(bǔ)特性以及儲(chǔ)能電池技術(shù)平抑功率波動(dòng)正得到廣泛應(yīng)用，而涉及風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行方式和控制模式的相關(guān)技術(shù)方法尚不成熟。因此，需要提供一種控制方法，用于指導(dǎo)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)， 從而使得風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)能夠發(fā)揮類似于常規(guī)發(fā)電機(jī)組的作用，對(duì)電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定提供支撐。同時(shí)，針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)自身特點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)上述調(diào)頻控制功能的同時(shí)，該控制方法需要盡量減少棄風(fēng)量、棄光量以及儲(chǔ)能出力調(diào)節(jié)頻率，實(shí)現(xiàn)風(fēng)光資源的充分利用和有效延長(zhǎng)儲(chǔ)能電池的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)頻率的控制方法，該控制方法指導(dǎo)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)，使得風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)能夠發(fā)揮類似于常規(guī)發(fā)電機(jī)組的作用，對(duì)電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定提供支撐；同時(shí)，該控制方法針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)自身特點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)上述調(diào)頻控制功能的同時(shí)，該控制方法減少棄風(fēng)量、棄光量以及儲(chǔ)能出力調(diào)節(jié)頻率，實(shí)現(xiàn)風(fēng)光資源的充分利用和有效延長(zhǎng)儲(chǔ)能電池的使用壽命。本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)頻率的控制方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括下述步驟A、判定電力系統(tǒng)的狀態(tài)和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)所處的控制區(qū)域；B、在所述控制區(qū)域內(nèi)控制計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)或清零；C、對(duì)所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)采取控制策略。本發(fā)明提供的一種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述步驟A根據(jù)電力系統(tǒng)的頻率，判定所述電力系統(tǒng)所處的頻率狀態(tài)；根據(jù)所述電力系統(tǒng)區(qū)域控制偏差A(yù)CE值的大小，判斷風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)所處的控制區(qū)域。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選的技術(shù)方案是所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)所處的控制區(qū)域包括非緊急控制區(qū)、次緊急控制區(qū)和緊急控制區(qū)。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選的技術(shù)方案是所述步驟A中對(duì)所述電力系統(tǒng)的狀態(tài)和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)所處控制區(qū)域的判定包括當(dāng)所述電力系統(tǒng)頻率f > 50Hz時(shí)，判定電力系統(tǒng)處于過(guò)頻狀態(tài)；當(dāng)所述電力系統(tǒng)頻率f < 50Hz時(shí)，判定電力系統(tǒng)處于欠頻狀態(tài)；設(shè)定次緊急控制區(qū)閾值K次緊急和緊急控制區(qū)閾值K緊急；當(dāng)K次緊急< ACE〈 K緊急時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)；當(dāng)IaceI > Krs時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于緊急控制區(qū)；當(dāng)IaceI < ，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于非緊急控制區(qū)。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選的技術(shù)方案是所述計(jì)時(shí)器包括計(jì)時(shí)器Tl和計(jì)時(shí)器T2。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選的技術(shù)方案是所述步驟B包括當(dāng)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)時(shí)，控制計(jì)時(shí)器Tl和T2分別在過(guò)頻和欠頻狀態(tài)下計(jì)時(shí)；當(dāng)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于非緊急控制區(qū)時(shí)，控制計(jì)時(shí)器Tl和T2分別清零。本發(fā)明提供的第六優(yōu)選的技術(shù)方案是所述步驟C的對(duì)所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)采取控制策略包括針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)且電力系統(tǒng)過(guò)頻狀態(tài)和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)且電力系統(tǒng)欠頻狀態(tài)下的控制策略。本發(fā)明提供的第七優(yōu)選的技術(shù)方案是所述針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)且電力系統(tǒng)過(guò)頻狀態(tài)下的控制策略包括Cl)所述電力系統(tǒng)頻率超過(guò)50Hz，設(shè)所述計(jì)時(shí)器T1的閾值為Tmaxl,當(dāng)T1彡Tmaxl時(shí)， 所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果，判斷電站未來(lái)出力趨勢(shì) (出力增加或減小的趨勢(shì))，確定所述電站是否需降出力；如果電站出力預(yù)計(jì)減小且減速大于需降出力，則風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行；如果電站出力預(yù)計(jì)增加或減速小于需降出力，控制風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)出力以電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的降出力速率下降，在控制出力下降的過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)S0C，當(dāng)SOC < Al時(shí)，控制儲(chǔ)能電池進(jìn)行充電，當(dāng) SOC彡Al時(shí)，限制風(fēng)電或光伏電站出力；C2)所述電力系統(tǒng)頻率超過(guò)50Hz，當(dāng)T1 < Tmajd且K次緊急彡IACE < Kr急時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)，判斷電站未來(lái)出力趨勢(shì)，如果電站出力預(yù)計(jì)減小或增速小于電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的限值，則風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行；如果電站出力預(yù)計(jì)增加且增速大于電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的限值，控制風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)出力增速不得超過(guò)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的限值，在控制限制出力的過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)S0C，當(dāng)SOC < A2時(shí)，優(yōu)先控制儲(chǔ)能電池進(jìn)行充電；當(dāng)SOC > A2時(shí)，限制風(fēng)電或光伏電站出力；C3)所述電力系統(tǒng)頻率超過(guò)50Hz，當(dāng)T1 < Tmaxl且|ACE|彡KRil時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)，判斷電站未來(lái)出力趨勢(shì)，如果電站出力預(yù)計(jì)減小，則風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行；如果電站出力預(yù)計(jì)不變或增加，控制風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)出力不得增加，即對(duì)電站出力上限進(jìn)行限定，電站出力不得高于該限值；在控制過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)S0C，當(dāng)SOC < A2時(shí)，控制儲(chǔ)能電池充電；當(dāng)SOC彡A2時(shí)， 限制風(fēng)電或光伏電站出力。本發(fā)明提供的第八優(yōu)選的技術(shù)方案是所述針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)且電力系統(tǒng)欠頻狀態(tài)下的控制策略包括Dl)所述電力系統(tǒng)頻率低于50Hz，設(shè)所述計(jì)時(shí)器T2的閾值為Tmax2,當(dāng)T2彡Tmax2或 Iace >Krs時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果，按最大能力發(fā)電(不受人為限制的進(jìn)行發(fā)電，即風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)能發(fā)多少電就發(fā)多少電，盡可能最大的發(fā)電)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)S0C，當(dāng)SOC > A3時(shí)，控制儲(chǔ)能電池放電；當(dāng)SOC彡A3 時(shí)，停止儲(chǔ)能電池放電；D2)所述電力系統(tǒng)頻率低于50Hz，當(dāng)T2 < Tmax2且K次緊急彡IACE < Kr急時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)，判斷電站未來(lái)出力趨勢(shì)，增加部分出力，如果電站出力增幅不滿足控制要求，則實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)SOC，當(dāng)SOC > A4時(shí)， 控制儲(chǔ)能電池放電；當(dāng)SOC < A4時(shí)，停止儲(chǔ)能電池放電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是I、本發(fā)明提供的控制方法允許風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)調(diào)頻，對(duì)電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定提供支撐，減小新能源電站并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成的壓力；2、本發(fā)明提供的控制方法通過(guò)引入電力系統(tǒng)區(qū)域控制偏差(Area Control Error, ACE)，實(shí)現(xiàn)ACE跟蹤控制，有利于風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)頻率及時(shí)、準(zhǔn)確地做出響應(yīng)；3、本發(fā)明提供的控制方法對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)控制區(qū)域進(jìn)行緊急程度劃分，利用相應(yīng)的控制策略，有利于風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)高效運(yùn)行，減少棄風(fēng)量和棄光量；4、本發(fā)明提供的控制方法基于超短期功率預(yù)測(cè)，優(yōu)先調(diào)用風(fēng)電及光伏電站輸出功率，盡量減少限制新能源電站出力，增加系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性；5、本發(fā)明提供的控制方法基于儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)SOC對(duì)儲(chǔ)能電池運(yùn)行方式進(jìn)行控制，保證儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)SOC在合理范圍，并盡量減少儲(chǔ)能電池充放電頻率，有利于延長(zhǎng)儲(chǔ)能電池使用壽命；6、本發(fā)明提供的的控制方法通過(guò)風(fēng)光互補(bǔ)特性以及儲(chǔ)能電池技術(shù)，能夠保證風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)有效參與電力系統(tǒng)頻率控制。


圖I是本發(fā)明的控制方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的控制方法中過(guò)頻控制流程框圖；圖3是本發(fā)明的控制方法中欠頻控制流程框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提供一種風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)頻率的控制方法，該控制方法允許風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)調(diào)頻，對(duì)電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定提供支撐，減小新能源電站并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成的壓力。如圖I所示，對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)頻控制是建立在風(fēng)電/光伏超短期功率預(yù)測(cè)、電力系統(tǒng)頻率和電力系統(tǒng)區(qū)域控制偏差A(yù)CE值數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的控制方法，輸出風(fēng)電/光伏電站的功率控制指令和儲(chǔ)能電池的充放電指令?？刂谱诱窘邮盏揭陨峡刂浦噶顚?duì)風(fēng)、光、儲(chǔ)單元進(jìn)行相應(yīng)控制即可響應(yīng)系統(tǒng)頻率和電力系統(tǒng)區(qū)域控制偏差A(yù)CE變化，參與電力系統(tǒng)調(diào)頻。本發(fā)明提供的風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)頻率的控制方法的步驟如下A、首先根據(jù)電力系統(tǒng)頻率判定系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)當(dāng)電力系統(tǒng)頻率f > 50Hz時(shí)，判定電力系統(tǒng)處于過(guò)頻狀態(tài)；當(dāng)電力系統(tǒng)頻率f < 50Hz時(shí)，判定電力系統(tǒng)處于欠頻狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)區(qū)域控制偏差A(yù)CE值以及風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)實(shí)際情況，設(shè)定次緊急控制區(qū)閾值K和緊急控制區(qū)閾值Kigg，當(dāng)KIACE I〈 Kigg時(shí)，風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)，當(dāng)IaceI彡Krs時(shí)，風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于緊急控制區(qū)；當(dāng)Iace
<K次緊急，風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于非緊急控制區(qū)。B、充分利用風(fēng)電和光伏發(fā)電，減少棄風(fēng)棄光量，可設(shè)置超時(shí)控制，控制計(jì)時(shí)器T1或 T2會(huì)對(duì)IaceI ^ 的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，在判定電力系統(tǒng)狀態(tài)和開(kāi)始正確計(jì)時(shí)后，將進(jìn)行具體的系統(tǒng)調(diào)頻控制。具體控制計(jì)時(shí)器的策略如下當(dāng)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)時(shí)，控制計(jì)時(shí)器Tl和T2 分別在過(guò)頻及欠頻狀態(tài)下進(jìn)行計(jì)時(shí)；當(dāng)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于非緊急控制區(qū)時(shí)，控制計(jì)時(shí)器T1和T2分別清零。C、對(duì)于風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)且電力系統(tǒng)過(guò)頻的情況，風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果、儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)SOC 和控制計(jì)時(shí)器T1計(jì)時(shí)情況，優(yōu)先控制儲(chǔ)能電池進(jìn)行充電，其次限制風(fēng)電及光伏電站的輸出功率。針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)且電力系統(tǒng)過(guò)頻時(shí)采取的控制策略如下，圖2是本發(fā)明的控制方法中過(guò)頻控制流程框圖，如圖2所示Cl)電力系統(tǒng)頻率超過(guò)50Hz，計(jì)時(shí)器T1的閾值為Tmaxl,當(dāng)T1彡Tmaxl，根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)，判斷電站未來(lái)出力趨勢(shì)，如果電站出力預(yù)計(jì)減小且減速大于需降出力， 則風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行；如果電站出力預(yù)計(jì)增加或減速小于需降出力，控制風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)出力以電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的降出力速率下降，在控制出力下降的過(guò)程中， 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)S0C，當(dāng)SOC < Al時(shí)，優(yōu)先控制儲(chǔ)能電池充電；當(dāng)SOC ^ Al時(shí)， 限制風(fēng)電/光伏電站出力；降出力速率由電網(wǎng)調(diào)度結(jié)構(gòu)根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)情況，下達(dá)不同的調(diào)度指令，本發(fā)明的方法是要根據(jù)調(diào)度指令控制電站按該滿足該指令要求的方式運(yùn)行，所以該速率范圍不由本發(fā)明的方法界定的。C2)電力系統(tǒng)頻率超過(guò)50Hz，當(dāng)T1 < Tmajd且KimsS IACE < Kr急時(shí)，根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)，判斷電站未來(lái)出力趨勢(shì)，如果電站出力預(yù)計(jì)減小或增速小于電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的限值，則風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行；如果電站出力預(yù)計(jì)增加且增速大于電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的限值，控制風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)出力增速不得超過(guò)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的限值，在控制限制出力的過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)SOC，當(dāng)SOC < A2時(shí)，優(yōu)先控制儲(chǔ)能電池充電；當(dāng)SOC > A2時(shí)，限制風(fēng)電/光伏電站出力；C3)電力系統(tǒng)頻率超過(guò)50Hz，當(dāng)T1 < Tmaxl且|ACE|彡K 時(shí)，根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)，判斷電站未來(lái)出力趨勢(shì)，如果電站出力預(yù)計(jì)減小，則風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行；如果電站出力預(yù)計(jì)不變或增加，控制風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)出力不得增加，即對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)電站出力上限進(jìn)行限定，電站出力不得高于該限值；在控制過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)SOC ;當(dāng)SOC < A2時(shí)，優(yōu)先控制儲(chǔ)能電池充電，當(dāng)SOC彡A2時(shí)，限制風(fēng)電/光伏電站出力。D、對(duì)于風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急區(qū)或緊急區(qū)且電力系統(tǒng)欠頻的情況，風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果、儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)SOC和控制計(jì)時(shí)器T2計(jì)時(shí)情況，優(yōu)先增加風(fēng)電及光伏電站出力，其次控制儲(chǔ)能電池放電。對(duì)于風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)且電力系統(tǒng)欠頻時(shí)采取的控制策略如下，圖3是本發(fā)明的控制方法中欠頻控制流程框圖，如圖3所示D1、電力系統(tǒng)頻率低于50Hz，設(shè)計(jì)時(shí)器T2的閾值為Tmax2,當(dāng)T2彡Tmax2或ACE |彡K 時(shí)，風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)超短期功率預(yù)測(cè)，按最大能力發(fā)電(不受人為限制的進(jìn)行
發(fā)電，即風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)能發(fā)多少電就發(fā)多少電，盡可能最大的發(fā)電)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池SOC狀態(tài)，當(dāng)SOC > A3時(shí)，控制儲(chǔ)能電池放電，當(dāng)SOC ( A3時(shí)，停止儲(chǔ)能電池放電。02、電力系統(tǒng)頻率低于50取，當(dāng)1'2<1'_2且1(次緊急彡IACE <KR急時(shí)，根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)，判斷電站未來(lái)出力趨勢(shì)，增加部分出力，如果電站出力增幅不滿足控制要求，則通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池SOC狀態(tài)，當(dāng)SOC > A4時(shí)，控制儲(chǔ)能電池放電；當(dāng)SOC < A4 時(shí)，停止儲(chǔ)能電池放電。本發(fā)明提供一種風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電參與系統(tǒng)頻率控制方法，該控制方法用于包含風(fēng)電、光伏發(fā)電以及儲(chǔ)能電池的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)調(diào)頻。該控制方法基于風(fēng)電/光伏電站超短期功率預(yù)測(cè)、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)頻率和電力系統(tǒng)區(qū)域控制偏差A(yù)CE，根據(jù)風(fēng)電/光伏電站未來(lái)出力趨勢(shì)、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)頻率狀態(tài)和調(diào)頻緊急程度，通過(guò)以上信息的綜合分析，提出適用于不同工況下的風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)調(diào)頻控制策略。該控制方法利用風(fēng)光互補(bǔ)和儲(chǔ)能技術(shù)，使得風(fēng)電和光伏發(fā)電新能源能夠參與電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)，為電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定提供支撐，減小新能源電站并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成的壓力；同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性，盡量減少棄風(fēng)量和棄光量，并有效延長(zhǎng)儲(chǔ)能電池使用壽命。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其保護(hù)范圍的限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀本發(fā)明后依然可對(duì)發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行種種變更、修改或者等同替換，這些變更、修改或者等同替換，其均在其申請(qǐng)待批的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
8
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)頻率的控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟A、判定電力系統(tǒng)的狀態(tài)和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)所處的控制區(qū)域；B、在所述控制區(qū)域內(nèi)控制計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)或清零；C、對(duì)所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)采取控制策略。
2.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述步驟A根據(jù)電力系統(tǒng)的頻率，判定所述電力系統(tǒng)所處的頻率狀態(tài)；根據(jù)所述電力系統(tǒng)區(qū)域控制偏差A(yù)CE值的大小，判斷風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)所處的控制區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)所處的控制區(qū)域包括非緊急控制區(qū)、次緊急控制區(qū)和緊急控制區(qū)。
4.如權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述步驟A中對(duì)所述電力系統(tǒng)的狀態(tài)和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)所處控制區(qū)域的判定包括當(dāng)所述電力系統(tǒng)頻率f > 50Hz時(shí)，判定電力系統(tǒng)處于過(guò)頻狀態(tài)；當(dāng)所述電力系統(tǒng)頻率f < 50Hz時(shí)，判定電力系統(tǒng)處于欠頻狀態(tài)；設(shè)定次緊急控制區(qū)閾值和緊急控制區(qū)閾值Krs ;當(dāng)Iace < κΚΛι時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)；當(dāng)IACEl Skrs時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于緊急控制區(qū)；當(dāng)IaceI < ，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于非緊急控制區(qū)。
5.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述計(jì)時(shí)器包括計(jì)時(shí)器Tl和計(jì)時(shí)器Τ2。
6.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述步驟B包括當(dāng)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)時(shí)，控制計(jì)時(shí)器Tl和Τ2分別在過(guò)頻和欠頻狀態(tài)下計(jì)時(shí)； 當(dāng)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于非緊急控制區(qū)時(shí)，控制計(jì)時(shí)器Tl和Τ2分別清零。
7.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述步驟C的對(duì)所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)采取控制策略包括針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)且電力系統(tǒng)過(guò)頻狀態(tài)和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)且電力系統(tǒng)欠頻狀態(tài)下的控制策略。
8.如權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)且電力系統(tǒng)過(guò)頻狀態(tài)下的控制策略包括Cl)所述電力系統(tǒng)頻率超過(guò)50Hz，設(shè)所述計(jì)時(shí)器T1的閾值為Tmaxl,當(dāng)T1彡Tmaxl時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果，判斷電站出力趨勢(shì)，確定所述電站是否需降出力；如果電站出力預(yù)計(jì)減小且減速大于需降出力，則風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行；如果電站出力預(yù)計(jì)增加或減速小于需降出力，控制風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)出力以電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的降出力速率下降，在控制出力下降的過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)S0C，當(dāng)SOC < Al時(shí)，控制儲(chǔ)能電池進(jìn)行充電，當(dāng)SOC彡Al時(shí)，限制風(fēng)電或光伏電站出力；C2)所述電力系統(tǒng)頻率超過(guò)50Hz，當(dāng)T1 < Tmaxl且K次緊急彡Iace < Kr急時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)，判斷電站出力趨勢(shì)，如果電站出力預(yù)計(jì)減小或增速小于電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的限值，則風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行；如果電站出力預(yù)計(jì)增加且增速大于電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的限值，控制風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)出力增速不得超過(guò)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的限值，在控制限制出力的過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)S0C， 當(dāng)SOC < A2時(shí)，優(yōu)先控制儲(chǔ)能電池進(jìn)行充電；當(dāng)SOC > A2時(shí)，限制風(fēng)電或光伏電站出力； C3)所述電力系統(tǒng)頻率超過(guò)50Hz，當(dāng)T1 < Tmaxl且IaceI彡K時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)，判斷電站出力趨勢(shì)，如果電站出力預(yù)計(jì)減小，則風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行；如果電站出力預(yù)計(jì)不變或增加，控制風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)出力不得增加，即對(duì)電站出力上限進(jìn)行限定，電站出力不得高于該限值；在控制過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)S0C，當(dāng)SOC < A2時(shí)，控制儲(chǔ)能電池充電；當(dāng)SOC彡A2時(shí)，限制風(fēng)電或光伏電站出力。
9.如權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)處于次緊急控制區(qū)或緊急控制區(qū)且電力系統(tǒng)欠頻狀態(tài)下的控制策略包括Dl)所述電力系統(tǒng)頻率低于50Hz，設(shè)所述計(jì)時(shí)器T2的閾值為Tmax2,當(dāng)T2 > Tmax2或 Iace ^ Krs時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果，按最大能力發(fā)電，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)S0C，當(dāng)SOC > A3時(shí)，控制儲(chǔ)能電池放電；當(dāng)SOC ( A3時(shí)，停止儲(chǔ)能電池放電；D2)所述電力系統(tǒng)頻率低于50Hz，當(dāng)T2 < Tmax2且Iace < κΚΛι時(shí)，所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)電及光伏超短期功率預(yù)測(cè)，判斷電站出力趨勢(shì)，增加部分出力，如果電站出力增幅不滿足控制要求，則實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池荷電狀態(tài)S0C，當(dāng)SOC > Α4時(shí)，控制儲(chǔ)能電池放電；當(dāng)SOC彡Α4時(shí)，停止儲(chǔ)能電池放電。
全文摘要
本發(fā)明屬于新能源發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)頻率的控制方法。該控制方法包括下述步驟A、判定電力系統(tǒng)的狀態(tài)和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)所處的控制區(qū)域；B、在所述控制區(qū)域內(nèi)控制計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)或清零；C、對(duì)所述風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)采取控制策略；本發(fā)明提供的控制方法允許風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)調(diào)頻，對(duì)電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定提供支撐，減小新能源電站并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成的壓力。
文檔編號(hào)H02J3/32GK102593872SQ20121002135
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者劉純, 李鵬, 查浩, 許曉艷, 黃越輝 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院