一种风电场储能系统控制方法与流程

本发明涉及风电场发电及储能技术领域，尤其是涉及一种风电场储能系统控制方法。

背景技术：

风能作为一种清洁的可再生能源，取之不尽，用之不竭，越来越受到世界各国的重视。风力发电技术是一种将风能转换为电能的技术，其是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，以促使发电机发电。随着风力发电技术的不断发展，风力发电装机量也在不断攀升，并网消纳和弃风限电的问题也随之而来。根据国家能源局统计数据可知，近年来弃风限电问题越来越严重，全年平均弃风率达到15%左右，因此，为了使风力发电技术能够进一步发展，需解决弃风限电的问题，若弃风问题得不到有效缓解和改善，不仅大大损害了投资者的利益和热情，更严重稀释掉了风电作为绿色能源本应取得的社会经济效益。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够减少风电场弃风限电，提高经济性的风电场储能系统控制方法。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种风电场储能系统控制方法，包括如下步骤：

s100，采集风电场的实际输出功率，并计算所述实际输出功率与发电计划及风功率预测系统报送预测值之间的风功率偏差；

s200，判断储能系统是否正常，若是，则执行步骤s300，否则，根据储能系统异常处理策略对所述风功率偏差进行补偿；

s300，判断风电场是否限电，若是，则执行步骤s400，否则，获取当前状态下每个储能电池可充或可放电量，并按照每个储能电池可充或可放电量为每个储能电池分配对应的功率分配值，每个储能电池根据分配到的功率分配值进行充电或者放电处理，以补偿所述风功率偏差；

s400，获取当前状态下每个储能电池可充电量，并按照每个储能电池可充电量为每个储能电池分配对应的功率分配值，每个储能电池根据分配到的功率分配值进行充电处理，以补偿所述风功率偏差。

优选地，在步骤s200中，所述储能系统异常处理策略包括限制充电策略，所述限制充电策略包括如下步骤：

获取当前状态下每个储能电池可充电量，按照每个储能电池不同容量状态进行线性分配充电功率，每个储能电池根据分配的充电功率进行充电处理，以对风功率偏差进行补偿。

优选地，在步骤s200中，所述储能系统异常处理策略包括限制放电策略，所述限制放电策略包括如下步骤：

获取当前状态下每个储能电池可放电量，按照每个储能电池不同容量状态进行线性分配放电功率，每个储能电池根据分配的放电功率进行放电处理，以对风功率偏差进行补偿。

优选地，在步骤s200中，所述储能系统异常处理策略包括限制充放电策略，所述限制充放电策略包括如下步骤：

无需对储能电池进行充电或者放电处理。

优选地，在步骤s300中，风功率预测系统预测值为0，实际输出功率不为0时，按照每个储能电池可充电量为每个储能电池线性分配对应的功率分配值。

优选地，在步骤s300中，风功率预测系统预测值不为0，实际输出功率为0时，按照每个储能电池可放电量为每个储能电池线性分配对应的功率分配值。

优选地，所述线性分配包括

指按照风功率预测系统预测值与风电场实际输出功率值的差值进行平均分配。

优选地，若不能达到风功率偏差目标，则储能电池按照最大输出功率进行充电或放电处理。

优选地，在步骤s400中，还包括在获取当前状态下每个储能电池可充电量后，进一步检测储能电池容量是否在正常工作区且无异常情况，并在储能电池容量在正常工作区且无异常情况时对储能电池进行充电处理。

本发明的有益效果是：

本发明通过对风功率偏差进行监测并对其进行精确补偿，以使调节后的偏差范围尽可能达到常规机组并网运行考核要求，并有效减少风电场弃风限电量，提高经济性。

附图说明

图1是本发明的流程图示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明所揭示的一种风电场储能系统控制方法，能够精确补偿风功率偏差（风电场实际输出功率与风电场发电计划及预测系统报送预测值之间的偏差），减少风电场弃风。

如图1所示，为本发明所揭示的一种风电场储能系统控制方法，包括如下步骤：

s100，采集风电场实际输出功率，并获取所述实际输出功率与发电计划及风功率预测系统报送预测值之间的风功率偏差；

具体地，风电场储能系统采用高压侧接入方式接入风电场中，该接入方式无需修改风电场中风电机组安装方式及控制方式，实施时直接在风电场并网出口母线处集中配置独立的风电场储能系统即可，对整个风电场的输出功率波动进行集中式的平抑处理。

风电场储能系统接入风电场后，进一步采集风电场的实际输出功率，计算其与发电计划及风功率预测系统报送预测值之间的风功率偏差。具体实施时，风电场通过风功率预测系统按时向电力调度机构报送功率预测曲线，获取当前风电场实际输出功率后将其与风功率预测曲线上当前的预测值进行取差值计算，以获得风功率偏差，如当前状态下风电场实际输出功率为20.6mw，风功率预测系统预测值为40.6mw，则风功率偏差为20mw。

s200，判断储能系统是否存在异常，若是，则执行步骤s300，否则，根据储能系统异常处理策略对所述风功率偏差进行补偿；

具体地，储能系统包括多个储能电池，通过对多个储能电池进行充电或者放电处理，以补偿风功率偏差，进而解决风电场弃风问题。储能系统在运行过程中可能存在异常的问题，如短路、过压等等。当储能系统存在异常时，进一步根据储能系统异常处理策略对风功率偏差进行补偿，风电场异常处理策略包括限制充电策略，限制充电策略具体包括：获取当前状态下每个储能电池可充电量，将充电功率（也即风功率偏差）按照每个储能电池不同容量状态进行线性分配，每个储能电池根据充电功率分配值进行充电处理，以实现对风功率偏差进行补偿。

进一步地，风电场异常处理策略还包括限制放电策略，限制放电策略包括：获取当前状态下每个储能电池可放电量，将放电功率（也即风功率偏差）按照每个储能电池不同容量状态进行线性分配，每个储能电池根据充电功率分配值进行放电处理，以实现对风功率偏差进行补偿。

更进一步地，风电场异常处理策略还包括限制充放电策略，当采用限制充放电策略时，无需对储能电池进行充电或者放电处理。

s300，判断风电场是否限电，若是，则执行步骤s400，否则，获取当前状态下每个储能电池可充或可放电量，并按照每个储能电池可充或可放电量为每个储能电池分配对应的功率分配值，每个储能电池根据分配到的功率分配值进行充电或者放电处理，以补偿所述风功率偏差；

s400，获取当前状态下每个储能电池可充电量，并按照每个储能电池可充电量为每个储能电池分配对应的功率分配值，每个储能电池根据分配到的功率分配值进行充电处理，以补偿所述风功率偏差。

具体地，为了对风功率偏差进行补偿，当风电场不限电时，分如下两种情况对风功率偏差进行补偿处理。

若风功率预测系统预测值为0，实际输出功率不为0，则风电场储能系统根据设定的考核指标对储能电池进行充电处理，也即：获取当前状态下每个储能电池可充电量，进一步按照每个储能电池可充电量为每个储能电池分配对应的充电功率值，每个储能电池根据分配到的充电功率值进行充电处理。实施时，充电功率值按照储能电池不同容量状态进行线性分配，其中，线性分配是指按照风功率预测系统预测值与风电场实际输出功率值的差值进行平均分配，如以两套风电场储能系统为例，风功率预测系统预测值与风电场实际输出功率值的差值为1mw，储能系统可输出的最大功率值为2mw，则两套储能系统分配的功率值均为0.5mw，最终输出1mw。对于n（n大于或等于2）套风电场储能系统，同样按照差值进行平均分配。

若风功率预测系统预测值不为0，实际输出功率为0，则风电场储能系统根据设定的考核指标对储能电池进行放电处理，也即：获取当前状态下每个储能电池可放电量，进一步按照每个储能电池可放电量为每个储能电池分配对应的放电功率值，每个储能电池根据分配到的放电功率值进行放电处理。实施时，放电功率值按照储能电池不同容量状态进行线性分配，其中，线性分配是指按照风功率预测系统预测值与风电场实际输出功率值的差值进行平均分配。若不能达到实际差值目标，则按照最大输出的功率进行放电。

本实施例中，考核指标为风电场考核指标，其可以设置某一具体数值，也即可按照实际差值比率的百分比设置，如25%等，在其他实施例中，实际差值比率的百分比可根据实际需求进行设置。

通过上述两种情况对风功率进行补偿处理，可有效解决风电场弃风的问题。

进一步地，当风电场不限电时，为了补偿风功率偏差，首先获取当前状态下每个储能电池可充电量，进一步按照每个储能电池可充电量为每个储能电池分配对应的充电功率值，每个储能电池根据分配到的充电功率值进行充电处理。在对储能电池进行充电时可对其中任意一个或多个电池进行充电，具体按照最大限制充电功率进行分配。实施时，在获取当前状态下每个储能电池可充电量后进一步检测电池容量是否在正常工作区且无异常情况，若电池容量在正常工作区且无异常情况，如无短路，无过温等，则对储能电池进行充电。

本实施例中，每个储能电池均设有一工作区间，所述工作区间分为正常工作区和禁止工作区，其中，正常工作区表示储能电池各项限制指标均正常，储能电池能够正常响应相应指令，如充电指令或放电指令，根据相应指令进行工作，如充电或者放电；禁止工作区表示储能电池某项限制指标存在异常，此时储能电池处于保护状态，无法正常响应响应指令。

本发明所述的风电场储能系统控制方法，通过对风功率偏差进行监测并对其进行精确补偿，一方面使调节后的偏差范围尽可能达到常规机组并网运行考核要求，另一方面有效解决风电场弃风问题。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。