一种新能源电站功率波动平抑方法与流程

1.本发明涉及新能源发电并网与控制技术领域，特别涉及一种新能源电站功率波动平抑方法。


背景技术：

2.随着环境的变化和科技的发展，发展新能源成为世界能源发展的新趋势。目前，以风力发电和光伏发电为主的新能源发电技术发展迅速，在解决电力需求，改善能源结构及减少污染排放方面，起到了不可忽视的作用。但是，由于风力发电和光伏发电受环境温度、天气条件的影响较大，其发电固有的不确定性、随机性和波动性等特点，在规模化并网时给电网的安全稳定运行带来很大的风险。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明基于储能技术，提供一种新能源电站功率波动平抑方法。
4.一种新能源电站功率波动平抑方法，包括以下步骤：
5.s1：获取当前时刻新能源电站的实发功率p(t)；
6.s2：根据p(t)，采用低通滤波算法，计算当前时刻储能电站的短时间尺度储能补偿功率p
es
(t)；
7.s3：计算当前时刻新能源电站预测功率低频分量的平均值pfp(t)；
8.s4：获取新能源电站功率波动幅值上限p
max
和新能源电站功率波动幅值下限p
min
；获取储能电站电池荷电上限soc
max
、储能电站电池荷电下限soc
min
及当前时刻储能电站电池荷电状态soc(t)；
9.s5：根据储能电站电池荷电状态soc(t)、新能源电站的实发功率p(t)及新能源电站预测功率低频分量的平均值pfp(t)，计算当前时刻储能电站的长时间尺度储能补偿功率p
e
(t)；
10.s6：计算当前时刻储能电站的储能补偿功率p
ess
(t)＝p
es
(t)+p
e
(t)；
11.s7：储能电站功率控制系统根据当前时刻储能电站的储能补偿功率p
ess
(t)发出平抑指令；
12.s8：储能电池接收平抑指令，并根据平抑指令对新能源电站功率波动进行平抑。
13.优选的，每10s计算一次当前时刻储能电站的储能补偿功率p
ess
(t)；
14.储能电站功率控制系统每10s根据当前时刻储能电站的储能补偿功率发出一次平抑指令。
15.优选的，所述步骤s3，具体包括：
16.s31：从新能源电站短期功率预测系统获取新能源电站预测功率；
17.s32：根据新能源电站预测功率，采用滑动平均滤波算法，计算新能源电站预测功率低频分量的平均值pfp(t)。
18.优选的，所述步骤s5，具体包括：
19.s51：判断soc(t)的状态，当soc(t)>soc
max
或soc(t)<soc
min
时，当前时刻储能电站的长时间尺度储能补偿功率p
e
(t)＝0；
20.当soc
min
≤soc(t)≤soc
max
时，继续步骤s52；
21.s52：根据pfp(t)、p
max
及p
min
，计算储能预先补偿功率pep(t)；
22.s53：根据p(t)、p
max
及p
min
，计算储能修正补偿功率δpe(t)；
23.s54：根据储能预先补偿功率pep(t)和储能修正补偿功率δpe(t)，计算当前时刻储能电站的长时间尺度储能补偿功率p
e
(t)＝pep(t)+δpe(t)；
24.所述步骤s52，具体包括：
25.当p
min
≤pfp(t)≤p
max
时，pep(t)＝0；
26.当pfp(t)>p
max
时，pep(t)＝p
max
‑
pfp(t)；
27.当pfp(t)<p
min
时，pep(t)＝p
min
‑
pfp(t)；
28.所述步骤s53，具体包括：
29.当p
min
≤p(t)≤p
max
时，δpe(t)＝0；
30.当p(t)>p
max
时，δpe(t)＝p
max
‑
p(t)；
31.当p(t)<p
min
时，δpe(t)＝p
min
‑
p(t)。
32.优选的，所述步骤s1中，当前时刻新能源电站的实发功率p(t)为储能电站所需提供支撑服务的光伏电站和风电场的实时功率之和。
33.优选的，所述步骤s2，具体包括：
34.s21：采用一阶低通滤波算法对p(t)进行滤波，滤波器设计如下式所示：
[0035][0036]
式中，t
r
为一阶滤波时间常数，根据新能源电站输出功率的波动频率进行取值；
[0037]
s22：储能电站的短时间尺度储能补偿功率p
es
(t)，为p(t)经过一阶低通滤波后的输出值减去新能源电站的实发功率p(t)后的差值。
[0038]
优选的，每15min从新能源电站短期功率预测系统获取一次新能源电站预测功率，并计算一次新能源电站预测功率低频分量的平均值pfp(t)。
[0039]
优选的，新能源电站短期功率预测系统以新能源电站短期功率预测技术为基础，预测时间尺度为0～24h，预测时间分辨率为15min。
[0040]
上述新能源电站功率波动平抑方法，一方面通过低通滤波算法获取短时间尺度储能补偿功率，顾及了新能源电站中变化较快，时间跨度较短的瞬时波动；另一方面根据预测功率技术，采用滑动平均滤波算法，并考虑储能电站电池荷电状态、新能源电站的实发功率，获取长时间尺度储能补偿功率，顾及了较变化较缓、时间跨度较长的功率波动；储能电站的平抑指令综合考虑了短时间尺度储能补偿功率及长时间尺寸储能补偿功率，能够有效平抑新能源电站中的瞬时波动和时间跨度较长的波动，对新能源并网提供支撑服务。
附图说明
[0041]
图1为本发明具体实施例的流程图。
具体实施方式
[0042]
以下结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。
[0043]
请参看图1，一种新能源电站功率波动平抑方法，包括以下步骤：
[0044]
s1：获取当前时刻新能源电站的实发功率p(t)10；当前时刻新能源电站的实发功率p(t)为储能电站所需提供支撑服务的光伏电站和风电场的实时功率之和。
[0045]
s2：根据p(t)，采用低通滤波算法，计算当前时刻储能电站的短时间尺度储能补偿功率p
es
(t)11；
[0046]
具体包括：
[0047]
s21：采用一阶低通滤波算法对p(t)进行滤波，滤波器设计如下式所示：
[0048][0049]
式中，t
r
为一阶滤波时间常数，根据新能源电站输出功率的波动频率进行取值；风电场输出功率波动剧烈、高频的功率波动所占比例较高，一阶滤波时间常数取值范围为20～120s；光伏输出功率波动缓慢，中低频率功率波动所占比例较高，一阶滤波时间常见取值范围为60～600s。新能源电站中既有风电场、又有光伏电站时，一阶滤波时间常数取值范围为60～120s；
[0050]
s22：储能电站的短时间尺度储能补偿功率p
es
(t)，为p(t)经过一阶低通滤波后的输出值减去新能源电站的实发功率p(t)后的差值。
[0051]
若p
es
(t)为正，则储能电站需要输出功率，即储能电池放电；若p
es
(t)为负，则储能电站要吸收功率，即储能电池充电；
[0052]
s3：计算当前时刻新能源电站预测功率低频分量的平均值pfp(t)12；
[0053]
具体包括：
[0054]
s31：从新能源电站短期功率预测系统获取新能源电站预测功率；
[0055]
s32：根据新能源电站预测功率，采用滑动平均滤波算法，计算新能源电站预测功率低频分量的平均值pfp(t)。
[0056]
s4：获取新能源电站功率波动幅值上限p
max
和新能源电站功率波动幅值下限p
min
；
[0057]
获取储能电站电池荷电上限soc
max
、储能电站电池荷电下限soc
min
及当前时刻储能电站电池荷电状态soc(t)13；在新能源电站装机容量已知情况下，新能源电站功率波动幅值上限和下限为定值；
[0058]
s5：根据储能电站电池荷电状态soc(t)、新能源电站的实发功率p(t)及新能源电站预测功率低频分量的平均值pfp(t)，计算当前时刻储能电站的长时间尺度储能补偿功率p
e
(t)14；
[0059]
具体包括：
[0060]
s51：判断soc(t)的状态，当soc(t)>soc
max
或soc(t)<soc
min
时，当前时刻储能电站的长时间尺度储能补偿功率p
e
(t)＝0；
[0061]
当soc
min
≤soc(t)≤soc
max
时，继续步骤s52；
[0062]
s52：根据pfp(t)、p
max
及p
min
，计算储能预先补偿功率pep(t)；
[0063]
s53：根据p(t)、p
max
及p
min
，计算储能修正补偿功率δpe(t)；
[0064]
s54：根据储能预先补偿功率pep(t)和储能修正补偿功率δpe(t)，计算当前时刻储能电站的长时间尺度储能补偿功率p
e
(t)＝pep(t)+δpe(t)；
[0065]
所述步骤s52，具体包括：
[0066]
当p
min
≤pfp(t)≤p
max
时，pep(t)＝0；
[0067]
当pfp(t)>p
max
时，pep(t)＝p
max
‑
pfp(t)；
[0068]
当pfp(t)<p
min
时，pep(t)＝p
min
‑
pfp(t)；
[0069]
所述步骤s53，具体包括：
[0070]
当p
min
≤p(t)≤p
max
时，δpe(t)＝0；
[0071]
当p(t)>p
max
时，δpe(t)＝p
max
‑
p(t)；
[0072]
当p(t)<p
min
时，δpe(t)＝p
min
‑
p(t)；
[0073]
当p
e
(t)为正时，储能电站需要输出功率，储能电池放电，p
e
(t)为负时，储能电站要吸收功率，即储能电池充电；
[0074]
s6：计算当前时刻储能电站的储能补偿功率p
ess
(t)＝p
es
(t)+p
e
(t)15；
[0075]
s7：储能电站功率控制系统根据当前时刻储能电站的储能补偿功率p
ess
(t)发出平抑指令16；
[0076]
s8：储能电池接收平抑指令，并根据平抑指令对新能源电站功率波动进行平抑17。
[0077]
当p
ess
(t)为正时，储能电站需要输出功率，储能电池放电，p
ess
(t)为负时，储能电站要吸收功率，即储能电池充电。
[0078]
进一步地，每10s计算一次当前时刻储能电站的储能补偿功率p
ess
(t)；
[0079]
储能电站功率控制系统每10s根据当前时刻储能电站的储能补偿功率发出一次平抑指令。
[0080]
进一步地，每15min从新能源电站短期功率预测系统获取一次新能源电站预测功率，并计算一次新能源电站预测功率低频分量的平均值pfp(t)。
[0081]
进一步地，新能源电站短期功率预测系统以新能源电站短期功率预测技术为基础，预测时间尺度为0～24h，预测时间分辨率为15min。
[0082]
上述新能源电站功率波动平抑方法，一方面通过低通滤波算法获取短时间尺度储能补偿功率，顾及了新能源电站中变化较快，时间跨度较短的瞬时波动；另一方面根据预测功率技术，采用滑动平均滤波算法，并考虑储能电站电池荷电状态、新能源电站的实发功率，获取长时间尺度储能补偿功率，顾及了较变化较缓、时间跨度较长的功率波动；储能电站的平抑指令综合考虑了短时间尺度储能补偿功率及长时间尺寸储能补偿功率，能够有效平抑新能源电站中的瞬时波动和时间跨度较长的波动，对新能源并网提供支撑服务。
[0083]
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。