一种风储多时间尺度优化控制系统的制作方法

本发明涉及一种电力系统稳定性控制技术领域，尤指一种风储多时间尺度优化控制系统。

背景技术：

当前，我国风电、光伏装机容量均已位列世界第一，新能源建设获得快速发展；随着国家绿色发展的战略推进，未来以风电、光伏为代表的新能源仍将保持持续快速发展势头，但是，风电、光伏存在随机性、波动性，其功率特性往往不像传统的火电机组稳定、可靠，因此其大规模接入电网后需相应地承担一部分主动支撑作用，储能作为一种灵活调节的设备，通过与新能源打捆集中建设，可大大改善新能源涉网特性。

目前，将储能应用到新能源并网中已得到充分共识，但对于其联合优化控制方法，尤其是对于储能的有功、无功协调分配，目前仍无充分研究。为了充分发挥风储系统并网综合效益，需构建一套风储优化调度控制系统，从风电、储能的主动支撑作用入手，改善大规模风电并网特性。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明旨在公开一种电力系统稳定性控制技术领域，尤指一种风储多时间尺度优化控制系统；用于实现风电场并网特性的整体协调，提升新能源消纳能力，改善并网特性，并向电网提供主动支撑能力，以应对未来风电大规模并网的应用场景。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种风储多时间尺度优化控制系统，可实现整体上有功、无功协调控制；其特征在于，所述的控制系统包括快速控制专用通信系统及通过快速控制专用通信系统进行信息交互的风储协调控制器、风电场子协调控制器和储能控制器；

其中所述的风储协调控制器用于获取风电预测功率、实时功率、储能soc状态、运行功率、近区网架数据，实时评估风电场接入系统稳定特性，在满足系统稳定的前提下优化计算得到风电、储能系统各时段出力，实现上层优化控制；

所述的风电场子协调控制器与储能控制器用于共同实现底层优化控制；其中，风电场子协调控制器用于接收风储协调控制器下发的功率控制指令，负责协调风电场内部各风机的功率分配，并实时上传各风电机组运行状态；储能控制器用于实时监测soc情况并执行风储协调控制器的功率控制指令及电流控制模式。

优选地，所述的风储协调控制器对上接入现有调度数据网，与调度系统实现信息交互，执行调度系统下发的agc、avc控制指令，并上传风储系统发电计划及各设备运行状态。

优选地，所述风储协调控制器用于采集风电场、储能实时运行状态、系统电压数据，结合近区网架数据实时生成接入等效系统的潮流和暂态仿真模型，实时评估当前电网强度，并在线评估风电场接入系统稳定特性。

优选地，所述风储协调控制器的协调控制主站通过无功扰动法、avc系统数据估算法对系统强度进行评估，其中，无功扰动法通过在网侧投切一组电容电抗器并采集电压变化情况，avc系统数据估算法通过接受avc指令投切一组电容、电抗器并监测电压波动情况，系统短路电流强度的估算公式为：其中，qx为投切电容、电抗器的容量，δua为投切电容、电抗引起的电压变化量。

优选地，所述风电场子协调控制器用于接收电网有功、无功调节指令，并上传各风电机组工作状态。

优选地，所述储能控制器执行的电流控制模式包括有功电流优先、无功电流优先、有功/无功电流综合优化模式。

优选地，所述储能控制器的电流控制模式通过风储协调控制器根据电网在线仿真数据计算评估获得，当通过在线计算评估得到系统有功功率波动较大时，则储能工作在有功电流优先工作模式，当评估系统存在电压稳定问题时，则切换为无功电流有限模式，当二者情况均存在时，则切换为有功/无功电流综合优化模式，实时监测系统电压波动情况实现有功、无功电流的优化分配。

优选地，所述快速控制专用通信系统采用goose通讯，实现与风电场子协调控制器、储能控制器的快速信息交互。

本发明的有益效果体现在：本发明实现了风电逆变器、储能系统的灵活控制能力的整合，通过在线实时仿真计算评估系统满足储能支撑行为的功能需求并实时快速切换工作模式，可充分发挥风储联合发电系统的调节效益，在保证系统安全稳定的前提下最大化消纳新能源。

附图说明

图1是本发明的控制系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：

一种风储多时间尺度优化控制系统，可实现整体上有功、无功协调控制；所述的控制系统包括快速控制专用通信系统及通过快速控制专用通信系统进行信息交互的风储协调控制器、风电场子协调控制器和储能控制器；

其中所述的风储协调控制器用于获取风电预测功率、实时功率、储能soc状态、运行功率、近区网架数据，实时评估风电场接入系统稳定特性，在满足系统稳定的前提下优化计算得到风电、储能系统各时段出力，实现上层优化控制；进一步地，所述的风储协调控制器对上接入现有调度数据网，与调度系统实现信息交互，执行调度系统下发的agc、avc控制指令，并上传风储系统发电计划及各设备运行状态；所述风储协调控制器用于采集风电场、储能实时运行状态、系统电压数据，结合近区网架数据实时生成接入等效系统的潮流和暂态仿真模型，实时评估当前电网强度，并在线评估风电场接入系统稳定特性；所述风储协调控制器的协调控制主站通过无功扰动法、avc系统数据估算法对系统强度进行评估，其中，无功扰动法通过在网侧投切一组电容电抗器并采集电压变化情况，avc系统数据估算法通过接受avc指令投切一组电容、电抗器并监测电压波动情况，系统短路电流强度的估算公式为：其中，qx为投切电容、电抗器的容量，δua为投切电容、电抗引起的电压变化量；

所述的风电场子协调控制器与储能控制器用于共同实现底层优化控制；其中，风电场子协调控制器用于接收风储协调控制器下发的功率控制指令，负责协调风电场内部各风机的功率分配，并实时上传各风电机组运行状态；进一步地，所述风电场子协调控制器用于接收电网有功、无功调节指令，并上传各风电机组工作状态；所述储能控制器用于实时监测soc情况并执行风储协调控制器的功率控制指令及电流控制模式；进一步地，所述储能控制器执行的电流控制模式包括有功电流优先、无功电流优先、有功/无功电流综合优化模式，电流控制模式通过风储协调控制器根据电网在线仿真数据计算评估获得，当通过在线计算评估得到系统有功功率波动较大时，则储能工作在有功电流优先工作模式，当评估系统存在电压稳定问题时，则切换为无功电流有限模式，当二者情况均存在时，则切换为有功/无功电流综合优化模式，实时监测系统电压波动情况实现有功、无功电流的优化分配；

进一步地，所述快速控制专用通信系统采用goose通讯，实现与风电场子协调控制器、储能控制器的快速信息交互。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。