一种含储能的新能源联合发电系统有功协调控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种含储能的新能源联合发电系统有功协调控制方法，属于电力系统 自动发电控制技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着我国新能源产业的快速发展，风能、太阳能、海洋能及地热能等可再生能源广 泛地应用于电力系统发电中，所占比重越来越大，但是该类新能源发电具有随机性、间歇性 等特点，使得其开发利用受到了制约。储能系统/装置能够快速实现对有功功率的吸收与 释放，使间歇性、波动性很强的可再生新能源变得"可调、可控"。因此，由新能源与储能组合 形成的联合发电系统，为促进新能源的开发利用与电力系统的稳定提供了有效解决方案。 但是，由于储能非主动式电源，且建设成本较高，其容量和电量非常有限，因此，如何实现新 能源场站与储能系统的协调配合具有非常重要的研究意义与实用价值。
[0003][0004][0005] 综上所述，上述专利虽然涉及新能源与储能系统的协调控制，但是均未考虑新能 源实际发电能力在不同运行工况下对储能控制的影响，这样既可能导致新能源发电不能得 到充分利用，也可能导致对储能系统的过度充放，影响储能系统的使用寿命与调节能力。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种含储能的新能源联合发电系统 有功协调控制方法，能够有效利用储能系统对电能的快速吸收与释放，通过与新能源发电 的协调配合，实现控制目标的快速、准确跟踪。
[0007] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
[0008] 本发明的一种含储能的新能源联合发电系统有功协调控制方法，具体包括以下几 个步骤：
[0009] (1)从数据采集与监视控制系统中获取实时数据，所述实时数据包括联合发电系 统与各控制对象的运行状态及量测数据，并获取AGC模型信息；
[0010] ⑵根据联合发电系统当前参与AGC的控制场景，以及步骤⑴获取的量测数据， 计算联合发电系统在该控制场景下的总体控制目标；
[0011] (3)计算储能系统当前最大可接纳新能源发电的裕度；
[0012] (4)根据步骤⑴获取的AGC模型信息和步骤⑶得到的储能系统当前最大可接 纳新能源发电的裕度，对步骤（2)计算得到的联合发电系统的总体控制目标进行分解，分 别计算新能源发电系统控制目标与储能系统控制目标；
[0013] (5)为确保闭环控制行为的安全性与合理性，对步骤（4)计算得到的各控制对象 的目标指令进行校核检查，得到最终的控制指令并下发至各控制对象。
[0014] 步骤⑴中，所述AGC模型信息包括系统模型信息和控制对象模型信息；所述系统 模型信息包括系统总出力、调峰裕度、断面偏差、计划值、遥测指令、人工限值和当前控制场 景；所述控制对象模型信息包括实际出力、远方可控信号、增/减出力闭锁信号、遥测上/下 限、人工输入上/下限、指令死区、最大调节步长和新能源超短期功率预测值。
[0015] 步骤⑵中，所述控制场景包括调峰控制场景、断面控制场景、计划跟踪场景、AGC 指令跟踪场景和给定目标跟踪场景；通过控制场景的切换实现不同的控制目标的跟踪，联 合发电系统各控制场景下的控制目标计算方法如下：
[0017] 其中，Praf为联合发电系统总体跟踪目标，Prani为系统总出力，APpeak为调峰裕度， Δ Pse。为断面偏差，P s^为跟踪计划，P ag。为遥测指令，P _t为人工限值。
[0018] 步骤（3)中，所述储能系统当前最大可接纳新能源发电的裕度计算公式如下：
[0020] 其中，APbiniax^为储能系统当前最大可接纳新能源发电的裕度，零表示不允许继 续充电，负值则表示其需释放的功率从而退出充电状态；Pbi raal为储能系统当前出力，正值 表示放电，负值表示充电为储能系统当前调节下限，其值为负；SOC为储能系统当前 荷电状态；SOCmax为储能系统理想运行状态上限。
[0021] 步骤⑷中，所述新能源发电系统控制目标的计算公式如下：
[0023] 其中，为新能源发电系统控制目标，P 为步骤⑴获取的新能源超短期功 率预测值；
[0024] 所述储能系统控制目标的计算公式如下：
[0026] 其中，ΡΜν为储能系统控制目标。
[0027] 步骤（5)中，所述校核具体包括指令周期校核、调节范围校核、命令死区校核和最 大命令校核。
[0028] 本发明联合发电系统中新能源场站与储能系统配合的控制方法有助于实现跟踪 目标的快速响应，对抑制电力系统的频率与区域间联络线交换功率的波动，保证电力系统 的安全、稳定、经济运行具有重要意义；此外，新能源发电输出特性的改善，不仅可以提高新 能源发电的并网容量，还可以降低电力系统针对新能源发电预留的调频备用需求；本发明 充分利用了储能系统功率快速吞吐特性，实现新能源发电与储能系统时序上的协调配合， 既提升了联合发电系统跟踪响应特性，也实现了新能源的优先发电，增强了电网对新能源 发电的接纳能力；本发明为新能源AGC多控制场景的实现提供了有效技术支撑。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明的含储能的新能源联合发电系统有功协调控制方法工作流程图。
【具体实施方式】
[0030] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合
【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0031] 本发明提出的控制策略的设计思想在于根据新能源超短期功率预测结果与联合 发电系统控制目标不同的运行区间，对新能源场站与储能系统的控制目标分别进行修正， 控制目标修正的指导原则为：尽可能让新能源场站多发电，且不影响储能系统的最优运行 区间。
[0032] 具体实现逻辑为：当新能源发电水平高于系统跟踪目标，且储能系统有接纳裕度 时，新能源可高于跟踪目标发电，多发电量由储能接纳能力决定，并由储能系统进行吸纳； 当新能源出力水平低于系统跟踪目标时，新能源场站无法达到预期目标，为避免储能系统 承担较大的调节负担，控制目标修正为预测功率值即可。该策略有效地实现了新能源场站 与储能系统之间的配合，同时也回避了储能系统容量与电量不足的缺点。
[0033] 参见图1，本发明实施例的控制策略包括以下步骤：
[0034] (1)从SCADA系统中获取实时数据，并更新AGC模型中的相关量测与状态信息。
[0035] 新能源AGC模型主要包括系统（区域）模型与控制对象模型。系统模型信息主要 为AGC运行状态信息与系统关键量测，包括系统总出力、调峰裕度、断面偏差、计划值、遥测 指令、人工限值、当前控制场景等；控制对象模型信息主要以控制参数为主，包括实际出力、 远方可控信号、增/减出力闭锁信号、遥测上/下限、人工输入上/下限、指令死区、最大调 节步长及新能源超短期功率预测结果等。
[0036] (2)根据联合发电系统