发明具有较好的商业开发前景。
【附图说明】
[0046] 图1是风储孤网系统柔性自启动方法总体流程图；
[0047] 图2是Petri网络模型示意图；
[0048]图3是典型风储孤网系统示意图；
[0049] 图4是风储孤网系统柔性自启动策略仿真曲线图之一；
[0050] 图5是风储孤网系统柔性自启动策略仿真曲线图之二。
【具体实施方式】
[0051] 下面结合附图和仿真实验对本发明的技术方案做进一步详细说明。
[0052] 图1是总体流程图，与上述计算步骤是一致的，值得说明的是从图中的流程可以看 出，本方法是通过建立Petri网络模型，在储能控制中加入反映系统功率偏差的控制信号来 实现风储孤网系统的柔性自启动控制，这是与其它方法本质的区别所在。
[0053]图2是风储孤网系统柔性自启动的Petri网络模型示意图，它是一个时间Petri网 模型。时间Petri网可定义为如下七元组：
[0054] Σ =(P，T，I，0，K，M〇，F)
[0055] 其中：
[0056] ① Ρ={ρι，ρ2, · · ·，pn}是一个有限库所集，η之0;
[0057] ②T=H1A,. · ·，tn}是一个有限变迀集，m2 0;且T = T1UT2,
[0058]其中：!\为时间变迀的有限集;1~2为立即变迀的有限集。
[0059] ③〗:p X T-Nq是输入函数矩阵，（X为笛卡儿积）；
[0060] ④0:ΤΧΡ-Ν〇是输出函数矩阵；
[0061 ] ⑤K:P-NU {⑴}为P上的容量函数，N为正整数集合；
[0062] ⑥Mo: Ρ-Νο是初始标识集；
[0063] ⑦F: T-R是T上的时间函数，且对于任意的t e T，当t e T1时，F(t)代表延迟时间； 当 teT2 时，F(t)=0
[0064]时间Petri网模型所描述的状态和状态转换逻辑可以用一个有向图来表示。本发 明中的风储系统启动过程中的状态转换关系如图2所示。其中状态?1至?11是库所集合元素； tl至t6对应着流关系上的权函数。分别为:风速预测函数，风电功率预测函数，风电启动功率 计算函数，负荷预测函数，储能功率预测函数，功率偏差计算函数。这些函数的算法较成熟， 可由现有的计算方法实现。
[0065]考虑到图2中的状态个数有限，在程序实施过程中，上述表述状态转换的Petri网 络控制模型，可以用链接表这种数据结构进行存储和计算。表的数量与状态个数相同，表中 存储了该状态的特征、计算函数信息，计算所需初值、计算结果、转换逻辑和所转换状态的 指针等信息。
[0066]图3是典型风储孤网系统示意图。
[0067] 图4、5是风储孤网系统柔性自启动策略仿真曲线。
[0068] 储能主控电源容量IMW从控电源容量0.5MW为例，投入风机风速分别选择7米/秒， 同时调整突加负荷，达到功率平衡。模拟实际风储系统，仿真顺序如表1所示：
[0069]仿真流程顺序表1
[0071 ] t = 0.0 s开始主控电源采用电压和频率逆变控制策略，建立基准母线电压和频率； t = 1.0 s时从控制电源投入运行，电压和频率出现波动，电压波动率12.7 %，频率波动率 0.9%，经过调节达到稳态后，电压衰减2.4% ;当t = 3.Os风机(风速7.Om/s)投入运行时，实 施柔性自启动策略，电压幅值和频率出现了冲击和小幅波动，储能逆变单元进行调节达到 稳态后，电压衰减4.4%，达到功率平衡，风储孤网柔性自启动运行成功。
【主权项】
1. 一种风储孤网系统的柔性自启动方法，是指在由风电机组和储能装置组成的孤立电 网供电系统中，由储能装置提供启动电源和基准电压，进行风电机组的启动，通过储能系统 逆变器的柔性控制，来实现风电机组启动过程中风储孤网系统的稳定运行;其特征在于:包 括以下步骤： 步骤1)获取风储孤网系统的运行参数； 步骤2)确定风电机组启动数量； 步骤3)建立基于Petri网的风储孤网系统功率偏差预测模型； (1) 把风储孤网系统功率偏差确定为系统的预测目标； (2) 把影响预测目标主要因素的历史数据作为模型的输入量； (3) 把原始数据、中间预测值和最终预测值定义为Petri网模型中的库所集合； (4) 根据库所集合元素间的关联关系，定义Petri网模型中的变迀集合； (5) 确定Petri网模型中流关系上的权函数； (6) 经Petri网模型计算得到风储孤网系统功率偏差预测值； 步骤4)储能逆变器实施主从控制； 步骤5)功率偏差控制加入到频率控制环节； 步骤6)通过储能装置对风电机组的变频器进行充电； 步骤7)变频器开始工作，供给风电机组励磁电流，控制定子电压和变频器直流电压到 达额定值； 步骤8)风电机组并入风储孤网系统的交流母线。2. 根据权利要求1所述的一种风储孤网系统的柔性自启动方法，其特征在于： 风储孤网系统是指由风电机组和储能系统组成的独立的交流供电系统。3. 根据权利要求1所述的一种风储孤网系统的柔性自启动方法，其特征在于： 步骤1)中获取风储孤网系统的运行参数是指风速、风电机组的浆距角、风电机组输出 的有功功率、无功功率、储能系统的荷电状态、风储孤网系统的负荷功率、交流母线电压、频 率的电网计算和控制所需要的参数。4. 根据权利要求1所述的一种风储孤网系统的柔性自启动方法，其特征在于： 步骤2)中确定风电机组启动数量是指按如下公式计算风电机组的启动数量： a. PGN = PcL+PD+PL b.PGN/PGO<N 其中，Ρα为储能剩余容量;Pd风储孤网系统负荷;p?为双馈风电机组的最小启动功率；PL为风储孤网系统的网络损耗;P?为风储孤网系统允许的风电机组最大启动功率;N为风电 机组的启动数量。5. 根据权利要求1所述的一种风储孤网系统的柔性自启动方法，其特征在于： 步骤3)中影响预测目标主要因素的历史数据指风速、浆距角、并网时间、负荷功率、储 能系统的荷电状态。6. 根据权利要求1所述的一种风储孤网系统的柔性自启动方法，其特征在于： 步骤3)中的中间预测值指风速预测值、风功率预测值、风电机组启动功率预测值、负荷 预测值、储能功率预测值。7. 根据权利要求1所述的一种风储孤网系统的柔性自启动方法，其特征在于： 所述最终预测值指风储孤网系统功率偏差预测值。8. 根据权利要求1所述的一种风储孤网系统的柔性自启动方法，其特征在于： 步骤3)中确定Petri网模型中流关系上的权函数指： (1) 确定风速预测函数，其输入量是风速，输出量是风速预测值； (2) 确定风电功率预测函数，其输入量是历史风速数据和风电机组浆距角，输出量是风 电功率预测值； (3) 确定风电启动功率计算函数，其输入量是风电机组并网时间、风速和浆距角，输出 量是风电启动功率预测值； (4) 确定负荷预测函数，其输入量是历史负荷数据，输出量是负荷预测值； (5) 确定储能功率预测函数，其输入量是储能系统的荷电状态数据，输出量是储能功率 预测值； (6) 确定功率偏差计算函数，其输入量是风功率预测值、风电机组启动功率预测值、负 荷预测值和储能功率预测值，输出量是风储孤网系统功率偏差值。9. 根据权利要求1所述的一种风储孤网系统的柔性自启动方法，其特征在于： 步骤4)中的储能逆变器实施主从控制指在风储孤网启动过程中，由储能逆变器担当孤 网系统的调节电源，实施恒电压和恒频率控制。10. 根据权利要求1所述的一种风储孤网系统的柔性自启动方法，其特征在于： 步骤5)功率偏差控制加入到频率控制环节指在储能逆变器的频率调节环节中，把孤网 系统功率偏差预测值作为输入信号，使储能系统的功率控制既能响应系统频率的变化，也 能响应系统功率偏差的变化。
【专利摘要】本发明公开一种风储孤网系统的柔性自启动方法，属于电网运行与控制技术领域，其特点是包括以下步骤：步骤1)获取风储孤网系统的运行参数；步骤2)确定风电机组启动数量；步骤3)建立基于Petri网络的风储孤网系统功率偏差预测模型；步骤4)储能逆变器实施主从控制；步骤5)功率偏差控制加入到频率控制环节；步骤6)通过储能装置对风电机组的变频器进行充电；步骤7)变频器开始工作,供给风电机组励磁电流,控制定子电压和变频器直流电压到达额定值；步骤8)风电机组并入风储孤网系统的交流母线。本发明采用的柔性自启动方法，能够有效和可靠的进行风储孤网系统的自启动，为风储孤网系统的稳定运行提供技术依据和实用方法。
【IPC分类】H02J3/28, F03D7/00, H02J3/38
【公开号】CN105470985
【申请号】CN201510953429
【发明人】叶鹏, 刘宝贵, 赵志刚, 腾志飞, 戴宪滨, 王刚, 赵毅
【申请人】沈阳工程学院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月17日