一種含儲(chǔ)能的新能源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)有功協(xié)調(diào)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含儲(chǔ)能的新能源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)有功協(xié)調(diào)控制方法，屬于電力系統(tǒng) 自動(dòng)發(fā)電控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能及地?zé)崮艿瓤稍偕茉磸V 泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)發(fā)電中，所占比重越來(lái)越大，但是該類新能源發(fā)電具有隨機(jī)性、間歇性 等特點(diǎn)，使得其開發(fā)利用受到了制約。儲(chǔ)能系統(tǒng)/裝置能夠快速實(shí)現(xiàn)對(duì)有功功率的吸收與 釋放，使間歇性、波動(dòng)性很強(qiáng)的可再生新能源變得"可調(diào)、可控"。因此，由新能源與儲(chǔ)能組合 形成的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，為促進(jìn)新能源的開發(fā)利用與電力系統(tǒng)的穩(wěn)定提供了有效解決方案。 但是，由于儲(chǔ)能非主動(dòng)式電源，且建設(shè)成本較高，其容量和電量非常有限，因此，如何實(shí)現(xiàn)新 能源場(chǎng)站與儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合具有非常重要的研究意義與實(shí)用價(jià)值。
[0003][0004][0005] 綜上所述，上述專利雖然涉及新能源與儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，但是均未考慮新能 源實(shí)際發(fā)電能力在不同運(yùn)行工況下對(duì)儲(chǔ)能控制的影響，這樣既可能導(dǎo)致新能源發(fā)電不能得 到充分利用，也可能導(dǎo)致對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的過(guò)度充放，影響儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命與調(diào)節(jié)能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種含儲(chǔ)能的新能源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng) 有功協(xié)調(diào)控制方法，能夠有效利用儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)電能的快速吸收與釋放，通過(guò)與新能源發(fā)電 的協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的快速、準(zhǔn)確跟蹤。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0008] 本發(fā)明的一種含儲(chǔ)能的新能源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)有功協(xié)調(diào)控制方法，具體包括以下幾 個(gè)步驟：
[0009] (1)從數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括聯(lián)合發(fā)電系 統(tǒng)與各控制對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)及量測(cè)數(shù)據(jù)，并獲取AGC模型信息；
[0010] ⑵根據(jù)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)前參與AGC的控制場(chǎng)景，以及步驟⑴獲取的量測(cè)數(shù)據(jù)， 計(jì)算聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)在該控制場(chǎng)景下的總體控制目標(biāo)；
[0011] (3)計(jì)算儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前最大可接納新能源發(fā)電的裕度；
[0012] (4)根據(jù)步驟⑴獲取的AGC模型信息和步驟⑶得到的儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前最大可接 納新能源發(fā)電的裕度，對(duì)步驟（2)計(jì)算得到的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的總體控制目標(biāo)進(jìn)行分解，分 別計(jì)算新能源發(fā)電系統(tǒng)控制目標(biāo)與儲(chǔ)能系統(tǒng)控制目標(biāo)；
[0013] (5)為確保閉環(huán)控制行為的安全性與合理性，對(duì)步驟（4)計(jì)算得到的各控制對(duì)象 的目標(biāo)指令進(jìn)行校核檢查，得到最終的控制指令并下發(fā)至各控制對(duì)象。
[0014] 步驟⑴中，所述AGC模型信息包括系統(tǒng)模型信息和控制對(duì)象模型信息；所述系統(tǒng) 模型信息包括系統(tǒng)總出力、調(diào)峰裕度、斷面偏差、計(jì)劃值、遙測(cè)指令、人工限值和當(dāng)前控制場(chǎng) 景；所述控制對(duì)象模型信息包括實(shí)際出力、遠(yuǎn)方可控信號(hào)、增/減出力閉鎖信號(hào)、遙測(cè)上/下 限、人工輸入上/下限、指令死區(qū)、最大調(diào)節(jié)步長(zhǎng)和新能源超短期功率預(yù)測(cè)值。
[0015] 步驟⑵中，所述控制場(chǎng)景包括調(diào)峰控制場(chǎng)景、斷面控制場(chǎng)景、計(jì)劃跟蹤場(chǎng)景、AGC 指令跟蹤場(chǎng)景和給定目標(biāo)跟蹤場(chǎng)景；通過(guò)控制場(chǎng)景的切換實(shí)現(xiàn)不同的控制目標(biāo)的跟蹤，聯(lián) 合發(fā)電系統(tǒng)各控制場(chǎng)景下的控制目標(biāo)計(jì)算方法如下：
[0017] 其中，Praf為聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)總體跟蹤目標(biāo)，Prani為系統(tǒng)總出力，APpeak為調(diào)峰裕度， Δ Pse。為斷面偏差，P s^為跟蹤計(jì)劃，P ag。為遙測(cè)指令，P _t為人工限值。
[0018] 步驟（3)中，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前最大可接納新能源發(fā)電的裕度計(jì)算公式如下：
[0020] 其中，APbiniax^為儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前最大可接納新能源發(fā)電的裕度，零表示不允許繼 續(xù)充電，負(fù)值則表示其需釋放的功率從而退出充電狀態(tài)；Pbi raal為儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前出力，正值 表示放電，負(fù)值表示充電為儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前調(diào)節(jié)下限，其值為負(fù)；SOC為儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前 荷電狀態(tài)；SOCmax為儲(chǔ)能系統(tǒng)理想運(yùn)行狀態(tài)上限。
[0021] 步驟⑷中，所述新能源發(fā)電系統(tǒng)控制目標(biāo)的計(jì)算公式如下：
[0023] 其中，為新能源發(fā)電系統(tǒng)控制目標(biāo)，P 為步驟⑴獲取的新能源超短期功 率預(yù)測(cè)值；
[0024] 所述儲(chǔ)能系統(tǒng)控制目標(biāo)的計(jì)算公式如下：
[0026] 其中，ΡΜν為儲(chǔ)能系統(tǒng)控制目標(biāo)。
[0027] 步驟（5)中，所述校核具體包括指令周期校核、調(diào)節(jié)范圍校核、命令死區(qū)校核和最 大命令校核。
[0028] 本發(fā)明聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中新能源場(chǎng)站與儲(chǔ)能系統(tǒng)配合的控制方法有助于實(shí)現(xiàn)跟蹤 目標(biāo)的快速響應(yīng)，對(duì)抑制電力系統(tǒng)的頻率與區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線交換功率的波動(dòng)，保證電力系統(tǒng) 的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義；此外，新能源發(fā)電輸出特性的改善，不僅可以提高新 能源發(fā)電的并網(wǎng)容量，還可以降低電力系統(tǒng)針對(duì)新能源發(fā)電預(yù)留的調(diào)頻備用需求；本發(fā)明 充分利用了儲(chǔ)能系統(tǒng)功率快速吞吐特性，實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電與儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)序上的協(xié)調(diào)配合， 既提升了聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)跟蹤響應(yīng)特性，也實(shí)現(xiàn)了新能源的優(yōu)先發(fā)電，增強(qiáng)了電網(wǎng)對(duì)新能源 發(fā)電的接納能力；本發(fā)明為新能源AGC多控制場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)提供了有效技術(shù)支撐。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1為本發(fā)明的含儲(chǔ)能的新能源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)有功協(xié)調(diào)控制方法工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合
【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0031] 本發(fā)明提出的控制策略的設(shè)計(jì)思想在于根據(jù)新能源超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果與聯(lián)合 發(fā)電系統(tǒng)控制目標(biāo)不同的運(yùn)行區(qū)間，對(duì)新能源場(chǎng)站與儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制目標(biāo)分別進(jìn)行修正， 控制目標(biāo)修正的指導(dǎo)原則為：盡可能讓新能源場(chǎng)站多發(fā)電，且不影響儲(chǔ)能系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行 區(qū)間。
[0032] 具體實(shí)現(xiàn)邏輯為：當(dāng)新能源發(fā)電水平高于系統(tǒng)跟蹤目標(biāo)，且儲(chǔ)能系統(tǒng)有接納裕度 時(shí)，新能源可高于跟蹤目標(biāo)發(fā)電，多發(fā)電量由儲(chǔ)能接納能力決定，并由儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行吸納； 當(dāng)新能源出力水平低于系統(tǒng)跟蹤目標(biāo)時(shí)，新能源場(chǎng)站無(wú)法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，為避免儲(chǔ)能系統(tǒng) 承擔(dān)較大的調(diào)節(jié)負(fù)擔(dān)，控制目標(biāo)修正為預(yù)測(cè)功率值即可。該策略有效地實(shí)現(xiàn)了新能源場(chǎng)站 與儲(chǔ)能系統(tǒng)之間的配合，同時(shí)也回避了儲(chǔ)能系統(tǒng)容量與電量不足的缺點(diǎn)。
[0033] 參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例的控制策略包括以下步驟：
[0034] (1)從SCADA系統(tǒng)中獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并更新AGC模型中的相關(guān)量測(cè)與狀態(tài)信息。
[0035] 新能源AGC模型主要包括系統(tǒng)（區(qū)域）模型與控制對(duì)象模型。系統(tǒng)模型信息主要 為AGC運(yùn)行狀態(tài)信息與系統(tǒng)關(guān)鍵量測(cè)，包括系統(tǒng)總出力、調(diào)峰裕度、斷面偏差、計(jì)劃值、遙測(cè) 指令、人工限值、當(dāng)前控制場(chǎng)景等；控制對(duì)象模型信息主要以控制參數(shù)為主，包括實(shí)際出力、 遠(yuǎn)方可控信號(hào)、增/減出力閉鎖信號(hào)、遙測(cè)上/下限、人工輸入上/下限、指令死區(qū)、最大調(diào) 節(jié)步長(zhǎng)及新能源超短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果等。
[0036] (2)根據(jù)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)