风储联合系统发电控制方法、装置、电子设备和存储介质与流程

文档序号:33619729发布日期:2023-03-25 10:55阅读:63来源:国知局
风储联合系统发电控制方法、装置、电子设备和存储介质与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域,特别是涉及一种风储联合系统发电控制方法、一种风储联合系统发电控制装置、一种电子设备和一种存储介质。


背景技术:

2.风电场配置一定容量的储能系统,利用其快速响应、精确控制、双向调灵活可控、不受机组运行状态约束的技术优势,可以作为风电参与系统频率调节的手段。若能可以与风电机组直接结合实现运行过程优化。然而,无论储能与风电机组结合,还是独立配置在风电场中,如果只依靠储能承担风电场全部的有功控制和调频需求,必然会造成储能容量配置大、成本经济效益差的问题。


技术实现要素:

3.鉴于上述问题,提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种风储联合系统发电控制方法和一种风储联合系统发电控制装置。
4.在本发明的第一个方面,本发明实施例公开了一种风储联合系统发电控制方法,所述风储联合系统包括风电机组和储能子系统,所述方法包括:
5.获取风储联合调频控制历史日志;
6.将所述风储联合调频控制历史日志输入至预设分类模型,所述预设分类模型用于对所述风储联合调频控制历史日志进行分类求解,输出风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解;
7.接收所述风储联合调频控制帕累托最优解、所述风储联合调压控制帕累托最优解和所述调频功率分配策略帕累托最优解;
8.依据所述风储联合调频控制帕累托最优解控制所述风电机组的转子转速;
9.依据所述调频功率分配策略帕累托最优解调整所述风电机组和所述储能子系统的功率分配;
10.依据所述风储联合调压控制帕累托最优解控制所述风电机组和所述储能子系统的输出电压。
11.可选地,所述方法还包括:
12.接收所述风电机组和所述储能子系统的历史运行数据;
13.基于所述历史运行数据构建马尔科夫链;
14.采样所述马尔科夫链,生成时延预测模型,所述时延预测模型用于计算运行故障率。
15.可选地,所述方法还包括:
16.获取所述风电机组和所述储能子系统的当前运行数据,并将所述当前运行数据输入至所述时延预测模型;
17.接收所述时延预测模型输出的运行故障率;
18.当所述运行故障率高于预设故障阈值时,对所述风电机组和所述储能子系统进行调整。
19.可选地,所述风储联合调频控制帕累托最优解包括风电机组功率备用参数和调频需求功率参数;所述依据所述风储联合调频控制帕累托最优解控制所述风电机组的转子转速的步骤包括:
20.依据所述风电机组功率备用参数,确定风电机组备用功率;
21.确定所述风电机组备用功率对应的初始转子转速,并采用所述初始转子转速控制所述风电机组的转子转速;
22.当检测到所述风储联合系统的输出频率变化时,获取所述风储联合系统的实时频率;
23.依据所述实时频率和所述调频需求功率参数,确定响应转子转速;
24.结合所述初始转子转速和所述响应转子转速,得到调频转子转速,并采用所述调频转子转速控制所述风电机组的转子转速。
25.可选地,所述调频需求功率参数包括额定频率;所述依据所述实时频率和所述调频需求功率参数,确定响应转子转速的步骤包括:
26.计算所述实时频率与所述额定频率的频率差值,和所述频率差值对时间的微分值;
27.基于所述频率差值进行比例调节,生成第一调频需求子功率;
28.基于所述微分值进行比例调节,生成第二调频需求子功率;
29.结合所述第一调频需求子功率和所述第二调频需求子功率,确定调频需求功率;
30.依据所述调频需求功率,确定响应转子转速。
31.可选地,所述调频功率分配策略帕累托最优解包括风电机组调节限值;所述依据所述调频功率分配策略帕累托最优解调整所述风电机组和所述储能子系统的功率分配的步骤包括:
32.当所述调频需求功率大于零时,控制所述风电机组向下调节所述输出功率和控制所述储能子系统为充电状态;
33.当所述调频需求功率小于零时,控制所述风电机组基于所述风电机组调节限值调节所述输出功率和控制所述储能子系统为放电状态。
34.可选地,所述风储联合调压控制帕累托最优解包括参考电压,所述依据所述风储联合调压控制帕累托最优解控制所述风电机组和所述储能子系统的输出电压的步骤包括:
35.判断所述风电机组的输出电压能否达到所述参考电压对应的电压值;
36.当所述风电机组的输出电压能达到所述参考电压对应的电压值时,基于所述参考电压对应的电压值控制所述风电机组的输出电压;
37.当所述风电机组的输出电压不能达到所述参考电压对应的电压值时,基于所述参考电压对应的电压值联合控制所述风电机组和所述储能子系统的输出电压。
38.在本发明的第二个方面,本发明实施例公开了一种风储联合系统发电控制装置,所述风储联合系统包括风电机组和储能子系统,所述装置包括:
39.第一获取模块,用于获取风储联合调频控制历史日志;
40.分类模块,用于将所述风储联合调频控制历史日志输入至预设分类模型,所述预
设分类模型用于对所述风储联合调频控制历史日志进行分类求解,输出风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解;
41.第一接收模块,用于接收所述风储联合调频控制帕累托最优解、所述风储联合调压控制帕累托最优解和所述调频功率分配策略帕累托最优解;
42.第一控制模块,用于依据所述风储联合调频控制帕累托最优解控制所述风电机组的转子转速;
43.第二控制模块,用于依据所述调频功率分配策略帕累托最优解调整所述风电机组和所述储能子系统的功率分配;
44.第三控制模块,用于依据所述风储联合调压控制帕累托最优解控制所述风电机组和所述储能子系统的输出电压。
45.在本发明的第三个方面,本发明实施例公开了一种电子设备,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的风储联合系统发电控制方法的步骤。
46.在本发明的第四个方面,本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的风储联合系统发电控制方法的步骤。
47.本发明实施例包括以下优点:
48.本发明实施例通过获取风储联合调频控制历史日志;将所述风储联合调频控制历史日志输入至预设分类模型,所述预设分类模型用于对所述风储联合调频控制历史日志进行分类求解,输出风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解;接收所述风储联合调频控制帕累托最优解、所述风储联合调压控制帕累托最优解和所述调频功率分配策略帕累托最优解;依据所述风储联合调频控制帕累托最优解控制所述风电机组的转子转速;依据所述调频功率分配策略帕累托最优解调整所述风电机组和所述储能子系统的功率分配;依据所述风储联合调压控制帕累托最优解控制所述风电机组和所述储能子系统的输出电压。通过将风电机组自身调频和调压手段与储能子系统有机结合起来,利用储能子系统的响应速度和容量配比优势弥补风电机组在响应速度和容量可信度等方面的不足,可以使风储联合系统在风力发电全工况下的惯性响应和频率调节能力,提高了风储联合系统的整体技术经济性。
附图说明
49.图1是本发明的一种风储联合系统发电控制方法实施例的步骤流程图;
50.图2是本发明的另一种风储联合系统发电控制方法实施例的步骤流程图;
51.图3是本发明的一种风储联合系统发电控制方法的响应转子转速控制示例的示意图;
52.图4是本发明的一种风储联合系统发电控制方法示例的步骤流程图;
53.图5是本发明的一种风储联合系统发电控制装置实施例的结构框图。
具体实施方式
54.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实
施方式对本发明作进一步详细的说明。
55.参照图1,示出了本发明的一种风储联合系统发电控制方法实施例的步骤流程图,所述风储联合系统包括风电机组和储能子系统,风电机组用于接收风能,并将将风能转化为电能进行输出。储能子系统用于平抑风电机组输出功率的波动;储能子系统当风电机组输出功率降低时,处于放电状态以补充风储联合系统的输出功率,储能子系统当风电机组输出功率升高时,处于充电状态以吸收部分风电机组输出功率,使得风储联合系统的输出功率不超出额定功率。
56.所述风储联合系统发电控制方法具体可以包括如下步骤:
57.步骤101,获取风储联合调频控制历史日志;
58.在本发明实施例中,风储联合系统在日常调控过程中,会根据调控的参数生成风储联合调频控制历史日志,并且将风储联合调频控制历史日志存储到指定存储地址中。该存储地址可以是风储联合系统的本地存储地址,也可以是与风储联合系统连接的第三方数据库的存储地址,还可以是与风储联合系统连接的云空间的云存储地址。对此本发明实施例不作限定。
59.从指定存储地址中,获取风储联合调频控制历史日志。
60.步骤102,将所述风储联合调频控制历史日志输入至预设分类模型,所述预设分类模型用于对所述风储联合调频控制历史日志进行分类求解,输出风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解;
61.将风储联合调频控制历史日志作为输入数据,输入至预设分类模型中。该预设分类模型可以接收风储联合调频控制历史日志,并对全部风储联合调频控制历史日志按照调控的类型进行聚合分类;调控的类型包括风储联合调频控制、风储联合调压控制和调频功率分配策略三种。通过预设分类模型分类,并分别对三种类型求帕累托最优解(pareto optimum)得到风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解和调频功率分配策略帕累托最优解,以发现可能的隐藏分类,同时将属于多个分类的数据进行取值唯一化,便于实现精确控制。
62.步骤103,接收所述风储联合调频控制帕累托最优解、所述风储联合调压控制帕累托最优解和所述调频功率分配策略帕累托最优解;
63.在预设分类模型计算得到风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解和调频功率分配策略帕累托最优解后,可以接收预设分类模型输出的风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解和调频功率分配策略帕累托最优解。
64.步骤104,依据所述风储联合调频控制帕累托最优解控制所述风电机组的转子转速;
65.接收到风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解和调频功率分配策略帕累托最优解后;可以基于这三种类型调控进行具体控制,其中控制的顺序不做限定,即在本发明实施例中,步骤104-步骤106的执行顺序不作限定;本发明实施例的执行顺序仅用于说明。
66.可以依据风储联合调频控制帕累托最优解,确定风储联合系统在发电过程中的输出频率;而电频率是通过风电机组的转子转速调整;为此,依据风储联合调频控制帕累托最
优解控制风电机组的转子转速,以满足输出频率的要求。
67.步骤105,依据所述调频功率分配策略帕累托最优解调整所述风电机组和所述储能子系统的功率分配;
68.在本发明实施例中,还可以依据调频功率分配策略帕累托最优解,确定输出功率在风电机组和储能子系统两者之间的分配情况,调整风电机组的输出功率和储能子系统的功率之间的功率分配。
69.步骤106,依据所述风储联合调压控制帕累托最优解控制所述风电机组和所述储能子系统的输出电压。
70.在本发明实施例中,还可以依据风储联合调压控制帕累托最优解,确定风储联合系统在发电过程中的输出电压,通过分别调整风电机组和储能子系统的输出电压,以满足输出电压的要求。
71.本发明实施例通过获取风储联合调频控制历史日志;将所述风储联合调频控制历史日志输入至预设分类模型,所述预设分类模型用于对所述风储联合调频控制历史日志进行分类求解,输出风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解;接收所述风储联合调频控制帕累托最优解、所述风储联合调压控制帕累托最优解和所述调频功率分配策略帕累托最优解;依据所述风储联合调频控制帕累托最优解控制所述风电机组的转子转速;依据所述调频功率分配策略帕累托最优解调整所述风电机组和所述储能子系统的功率分配;依据所述风储联合调压控制帕累托最优解控制所述风电机组和所述储能子系统的输出电压。通过将风电机组自身调频和调压手段与储能子系统有机结合起来,利用储能子系统的响应速度和容量配比优势弥补风电机组在响应速度和容量可信度等方面的不足,可以使风储联合系统在风力发电全工况下的惯性响应和频率调节能力,提高了风储联合系统的整体技术经济性。
72.参照图2,示出了本发明的另一种风储联合系统发电控制方法实施例的步骤流程图,所述风储联合系统包括风电机组和储能子系统,风电机组用于接收风能,并将将风能转化为电能进行输出。储能子系统用于平抑风电机组输出功率的波动。所述风储联合系统发电控制方法具体可以包括如下步骤:
73.步骤201,接收所述风电机组和所述储能子系统的历史运行数据;
74.在本发明实施例中,可以接收风电机组和储能子系统历史运行数据;该历史运行数据记载风电机组和储能子系统在各种工况下运行的状态。
75.步骤202,基于所述历史运行数据构建马尔科夫链;
76.将全部的历史运行数据构建成马尔科夫链(markov chain);使得离散历史运行数据形成一具有不可约性、常返性、周期性和遍历性的数据集。
77.步骤203,采样所述马尔科夫链,生成时延预测模型,所述时延预测模型用于计算运行故障率;
78.得到马尔科夫链后,可以针对该马尔科夫链进行采样,基于从马尔科夫链采样得到的数据构建时延预测模型;通过时延预测模型对风储联合调压控制和风储联合调频控制实时参数进行预测,计算出风储联合系统未来发生故障的运行故障率,从而保障可风储联合系统可以持续且健康的运行。
79.具体地,时延预测模型可以为马尔可夫转移概率矩阵模型,时延预测模型对应的
公式为:
80.x(k+1)=x(k)
×
p
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式1)
81.其中,x(k)表示趋势分析与预测对象在t=k时刻的状态向量,p表示一步转移概率矩阵,x(k+1)表示趋势分析与预测对象在t=k+1时刻的状态向量。
82.对于一步转移概率矩阵的具体数值本领域技术人员可以根据风储联合系统的实际工况所确定,本发明实施例在此不作具体限定。
83.步骤204,获取风储联合调频控制历史日志;
84.从风储联合调频控制历史日志的存储地址中,获取风储联合调频控制历史日志。
85.步骤205,将所述风储联合调频控制历史日志输入至预设分类模型,所述预设分类模型用于对所述风储联合调频控制历史日志进行分类求解,输出风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解;
86.在实际应用中,预设分类模型的求解公式可以为:
87.minf(x)=(f1(x),...,f
p
(x))
t
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式2)
88.其中,变量可行域为s,相应的目标可行域z=f(s)。
89.可以通过给定一个可行点x
*
∈s,有有f(x
*
)<f(x),则x
*
称为多目标规划问题的绝对最优解。若不存在x∈s,使得f(x)<f(x
*
),则x
*
称为对目标规划问题的有效解,即为帕累托最优解(pareto optimality)。
90.为此,可以将风储联合调频控制历史日志输入至预设分类模型,预设分类模型对风储联合调频控制历史日志按照风储联合调频控制、风储联合调压控制和调频功率分配策略三种类型进行分类,确定每一种类的控制内容,并且预设分类模型针对每一分类在预先给定的变量可行域中,对公式2进行求解;分别输出风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解。通过风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解分别对风储联合调频控制、风储联合调压控制和调频功率分配策略在后续的控制过程中作为控制基础。
91.此外,预设分类模型在输出风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解后,可以将输出风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解进行反馈。
92.步骤206,接收所述风储联合调频控制帕累托最优解、所述风储联合调压控制帕累托最优解和所述调频功率分配策略帕累托最优解;
93.接收输出风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解;采用输出风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解分别对风储联合系统进行不同的控制,以使风储联合系统可以满足在发电过程中的使用要求。
94.步骤207,依据所述风储联合调频控制帕累托最优解控制所述风电机组的转子转速;
95.依据风储联合调频控制帕累托最优解,对风电机组的转子转速进行控制,以改变风储联合系统的输出电频。
96.在本发明的一可选实施例中,所述风储联合调频控制帕累托最优解包括风电机组
功率备用参数和调频需求功率参数;所述依据所述风储联合调频控制帕累托最优解控制所述风电机组的转子转速的步骤可以包括如下子步骤:
97.子步骤s2071,依据所述风电机组功率备用参数,确定风电机组备用功率;
98.风电机组功率备用参数中包含有风电机组在运行时提供的调频容量,该调频容量越大,风电机组备用功率越大,反之调频容量越小,风电机组备用功率越小;可以依据风电机组功率备用参数中调频容量的大小,确定对应的风电机组备用功率。
99.子步骤s2072,确定所述风电机组备用功率对应的初始转子转速,并采用所述初始转子转速控制所述风电机组的转子转速;
100.根据功率与转速之间的关系,确定风电机组备用功率对应的初始转子转速;并采用初始转子转速作为目标值,控制风电机组的转子进行调速;以控制风电机组的转子转速。
101.此外,在实际应用中,考虑到调频的技术经济性,可以预先设定了4个风速定值,对应不同风速定值给出了不同的减载备用策略。设定调频备用容量为风电机组特定风速下最大发电功率一定占比的值,并设定使风电机组最大输出功率为额定功率40%时的风速为门槛。
102.考虑到转子转速限制,从门槛风速到切出风速定值之间分为3个阶段,分别为低风速、中风速及高风速。其中,低风速的上限为超速控制可完全提供备用容量的风速;中风速的上限为采用最大功率点跟踪时,转速即达到最大转速时的风速。在不同风速定值下,对应的超速控制策略不同,超速控制功率备用曲线。当风速低于门槛风速时,风电转子转速机组可发出的功率较小,此时,超速备用功率较小,在此阶段,风电机组可按照最大功率跟踪运行。当风速处于低风速段时,超速控制即可提供一定的调频容量,此时,风电机组应运行于减载备用模式。当风速处于中风速段时,由于转速限制,超速到最大转速后无法进行超速,剩余的备用容量还可以由变桨控制提供。当处于高风速段时,备用容量主要由风电机组变桨控制提供。在中高风速段,超速控制还可以与变桨控制配合运行,桨距角与风能利用系数有关。在中高风速段,风电机组转速为最大转速,在确定的风速下,叶尖速比为一个定值,桨距角是风能利用系数的函数,其控制策略。在不同风速段,根据风电机组备用功率要求,可得到系统初始桨距角及转子转速。
103.子步骤s2073,当检测到所述风储联合系统的输出频率变化时,获取所述风储联合系统的实时频率;
104.当在风储联合系统运行期间,检测到风储联合系统的输出频率变化时,可以对调频需求功率进行判定,以确定需要改变的转子转速的增量。其中该增量可以正增量,也可以是负增量。
105.为此进行调频需求功率判断,首先获取风储联合系统当前输出的实时频率。
106.子步骤s2074,依据所述实时频率和所述调频需求功率参数,确定响应转子转速;
107.依据所述实时频率和所述调频需求功率参数之间的差距;检测系统频率变化,确定改变风电机组转子转速,释放或增加转子中的动能,以满足需求。其中,响应转子转速即为需要改变的转子转速的增量对应的转速。如转速的增量为增速50转每分钟,该50转每分钟即为响应转子转速。
108.具体地,所述调频需求功率参数包括额定频率;所述依据所述实时频率和所述调频需求功率参数,确定响应转子转速的步骤包括:
109.子步骤s20741,计算所述实时频率与所述额定频率的频率差值,和所述频率差值对时间的微分值;
110.在实际应用中,可以通过两个控制回路基于实时频率与所述额定频率确定需要调整的功率,即调频需求功率;进而确定对应的响应转子转速;两个控制回路可以参照图3。其中,f
grid
为实时频率;f
ref
为额定频率。首先,可以先计算出实时频率与所述额定频率的频率差值(δf),和频率差值对时间的微分值(即图3中)。
111.子步骤s20742,基于所述频率差值进行比例调节,生成第一调频需求子功率;
112.如图3所示,第一个回路是通过比例控制实现频差响应,该控制为有差调节。采用实时频率与所述额定频率的频率差值与预设第一比例(即图3中k
pf
)。确定第一调频需求子功率
113.即为第一调频需求子功率的计算公式为:
[0114][0115]
子步骤s20743,基于所述微分值进行比例调节,生成第二调频需求子功率;
[0116]
如图3所示,基于微分值(dδf/δt))比例调节控制实现频率变化率响应;采用所述微分值与预设第一比例(k
df
),生成第二调频需求子功率
[0117]
即为第二调频需求子功率的计算公式为:
[0118][0119]
子步骤s20744,结合所述第一调频需求子功率和所述第二调频需求子功率,确定调频需求功率;
[0120]
在计算得到第一调频需求子功率和第二调频需求子功率后,将第一调频需求子功率和第二调频需求子功率进行结合;具体可以为第一调频需求子功率和第二调频需求子功率带符号的相加;得到的计算结果即为调频需求功率。
[0121]
子步骤s20745,依据所述调频需求功率,确定响应转子转速。
[0122]
根据功率与转速的转换公式,将调频需求功率转换为响应转子转速。
[0123]
子步骤s2075,结合所述初始转子转速和所述响应转子转速,得到调频转子转速,并采用所述调频转子转速控制所述风电机组的转子转速。
[0124]
在初始转子转速的基础上增加响应转速,得到调频转子转速;并且采用该调频转子转速作为目标值控制在风电机组的转子,以控制风电机组的转子转速。
[0125]
步骤208,依据所述调频功率分配策略帕累托最优解调整所述风电机组和所述储能子系统的功率分配;
[0126]
依据调频功率分配策略帕累托最优解,确定调频功率对于风电机组和储能子系统的分配策略;调整风电机组和储能子系统的功率分配。
[0127]
在本发明的一可选实施例中,所述调频功率分配策略帕累托最优解包括风电机组调节限值;所述依据所述调频功率分配策略帕累托最优解调整所述风电机组和所述储能子系统的功率分配的步骤可以包括如下子步骤:
[0128]
子步骤s2081,当所述调频需求功率大于零时,控制所述风电机组向下调节所述输
出功率和控制所述储能子系统为充电状态;
[0129]
当调频需求功率大于零时,即当前输出频率高于额定频率,需要储能子系统吸收一定的有功功率,风电机组降低输出功率以参与频率向下调节,此时可通过调节风电机组转速及桨距角减少风电机组输出功率,同时储能可以处于充电状态以吸收一定的功率。
[0130]
子步骤s2082,当所述调频需求功率小于零时,控制所述风电机组基于所述风电机组调节限值调节所述输出功率和控制所述储能子系统为放电状态。
[0131]
当调频需求功率小于零,即检测输出频率低于额定频率时,需要风储系统提供一定的有功功率,风电机组增加输出功率以参与频率向上调节。此时,优先控制风电组件转速及桨距角,释放出减载备用的能量,并在风电机组的输出达到风电机组调节限值,即调节能力达到极限后,储能子系统为放电状态;以提供输出功率。
[0132]
步骤209,依据所述风储联合调压控制帕累托最优解控制所述风电机组和所述储能子系统的输出电压;
[0133]
依据风储联合调压控制帕累托最优解控制风电机组和储能子系统的输出电压进行调节,保证风储联合系统的并网点或风储联合系统送出线路末端母线电压在合理的范围内。
[0134]
在本发明的一可选实施例中,所述风储联合调压控制帕累托最优解包括参考电压,所述依据所述风储联合调压控制帕累托最优解控制所述风电机组和所述储能子系统的输出电压的步骤可以包括如下子步骤:
[0135]
子步骤s2091,判断所述风电机组的输出电压能否达到所述参考电压对应的电压值;
[0136]
在实际应用中,风储联合调压控制帕累托最优解包括并网点或送出线路末端母线电压对应的参考电压。其中:
[0137]
电压降落纵分量为:
[0138][0139]
其中,u为降落后的电压值;p为功率,r阻抗,q为功率容量,x为电压降落横分量。
[0140]
而在高压电网中,r<<x,所以:公式5可以简化为:
[0141][0142]
线路末端母线电压的参考电压为u
2ref
,则有:
[0143][0144]
其中,q
ref
为参照电压功率容量;k为常数。
[0145]
为了将降落电压u2调节成u
2ref
,需要控制q为q
ref
。此时:
[0146][0147]
其中,qc为补偿的容量。
[0148]
子步骤s2092,当所述风电机组的输出电压能达到所述参考电压对应的电压值时,基于所述参考电压对应的电压值控制所述风电机组的输出电压;
[0149]
检测输出电压,当风电机组的输出电压能达到参考电压对应的电压值时,即可以
只控制风电机组的输出电压即可以达到参考电压对应的电压值;此时,基于参考电压对应的电压值为目标值控制风电机组的输出电压。
[0150]
子步骤s2093,当所述风电机组的输出电压不能达到所述参考电压对应的电压值时,基于所述参考电压对应的电压值联合控制所述风电机组和所述储能子系统的输出电压。
[0151]
当风电机组的输出电压不能达到参考电压对应的电压值时,即需要控制风电机组和储能子系统的输出电压才可以达到参考电压对应的电压值;此时,基于参考电压对应的电压值为目标值联合控制风电机组的输出电压和储能子系统的输出电压,使得风储联合系统的输出电压可以达到参考电压。
[0152]
此外,当电压变化时,还可以将根据调压需求及风电机组的调压功率需求的具体分配情况。考虑到双馈型风电机组的无功配的无功功率和网侧变流器的无功功率,为尽量减少变流器耗利用风电机组先使用定侧无功功率对于储能子系统,在调压时尽可能利用风机组自身的调压能力,在其无法完成调压任务时,再使用储能进行压调节压率分配策略。
[0153]
需要说明的是,对于上述三种类型的调控对应控制的顺序并不限定,并且上述三种类型的调控不设置优先级,可以在调控时根据工况实时对其中的至少一样进行调控。需要说明的是,上述三种类型的调控在实际应用过程中,也可以根据风储联合系统的运行工况设置优先级,根据优先级对上述三种类型的调控进行相应的调控。
[0154]
步骤210,获取所述风电机组和所述储能子系统的当前运行数据,并将所述当前运行数据输入至所述时延预测模型;
[0155]
在通过上述三种类型的调控对风电机组和储能子系统进行实际处理后,可以获取风电机组和所述储能子系统实时运行的参数,即当前运行数据。并且将当前运行数据作为输入数据输入至时延预测模型;通过时延预测模型对当前运行数据基于上述公式1进行求解输出运行故障率。
[0156]
举例而言,当前运行数据包括:
[0157]
当前时段电压/电频正常转异常转移概率为【0.6、0.4】;
[0158]
当前时段电压/电频异常转移正常概率为【0.3、0.7】。
[0159]
上一时刻的运行数据包括:
[0160]
上时段电压/电频正常转异常概率为【0.3、0.7】;
[0161]
通过以上数据形成马尔可夫转移概率矩阵求解公式1,计算得出
[0162]
下时段电压/电频正常转异常概率:0.3x0.6+0.3x0.7=0.39;
[0163]
下时段电压/电频异常转正常概率:0.3x0.4+0.7x0.7=0.61。
[0164]
步骤211,接收所述时延预测模型输出的运行故障率;
[0165]
在时延预测模型输出的运行故障率后,接收该运行故障率;并且可以对该运行故障率进行判断,以确定风储联合系统在风电机组和储能子系统在调控后,是否能持续稳定地运行。
[0166]
步骤212,当所述运行故障率高于预设故障阈值时,对所述风电机组和所述储能子系统进行调整。
[0167]
当运行故障率高于预设故障阈值时,说明风储联合系统在风电机组和储能子系统在调控后,在持续运行期间发生故障的概率较高。为此,可以重新通过上述方法对风电机组
和储能子系统进行调整,降低风储联合系统在运行时的运行故障率;使得风储联合系统可以持续且稳定地运行。其中,故障阈值可以根据风储系统的输出要求所确定,本发明实施例对此不作限定。
[0168]
本发明实施例通过输入风储联合调频控制历史日志至预设分类模型;将风储联合调频控制日志分为风储联合调频控制、风储联合调压控制帕、调频功率分配策略,并获取到对应的风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解;发现可能的隐藏分类,同时将属于多个分类的数据进行取值唯一化,便于精确控制。在通过对风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解进行细化控制,将风电机组自身调频和调压手段与储能子系统有机结合起来,利用储能子系统的响应速度和容量配比优势弥补风电机组在响应速度和容量可信度等方面的不足,可以使风储联合系统在风力发电全工况下的惯性响应和频率调节能力,提高了风储联合系统的整体技术经济性。并且在控制过程中对实时对风储联合调压控制和风储联合调频控制实时参数进行数据采集分析。输入采样马尔可夫链构建的时延预测模型中,对风储联合调压控制和风储联合调频控制实时参数进行预测为了发生故障概率,从而保障可再生发电系统健康运行。
[0169]
为了使本领域技术人员能够更好地理解本发明实施例,下面通过一个例子对本发明实施例加以说明:
[0170]
参照图4,示出了本发明的一种风储联合系统发电控制方法示例的步骤流程图,风储联合系统发电控制方法包括:
[0171]
步骤一:通过风储联合调频控制历史日志和分类模型,将风储联合调频控制步骤分为三大类最优解。
[0172]
获取风储联合调频控制历史日志;并将风储联合调频控制历史日志输入至分类模型,通过分类模型将风储联合调频控制步骤分为三大类最优解(风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解)。
[0173]
步骤二:对帕累托最优解各分类(风储联合调频控制、风储联合调压控制、调频功率分配策略)进行细化控制运行及数据采集分析。
[0174]
对于风储联合调频控制,是依据风储联合调频控制帕累托最优解控制风电机组的转子转速;其中包括:风电机组功率备用策略和调频需求功率判定策略。
[0175]
对于风储联合调压控制,是依据调频功率分配策略帕累托最优解调整风电机组和储能子系统的功率分配;其中包括:调压需求功率判定策略和调压功率分配策略。
[0176]
依据风储联合调压控制帕累托最优解控制风电机组和储能子系统的输出电压。
[0177]
步骤三:采样马尔可夫链构建预测模型对风储联合调压控制和风储联合调频控制实时参数进行预测为了发生故障概率。
[0178]
获取风电机组和储能子系统的当前运行数据,并将当前运行数据输入至时延预测模型,通过时延预测模型计算运行故障率;通过运行故障率表征发生故障概率。
[0179]
需要说明的是,对于方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明实施例,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作并不一定是本发明实施
例所必须的。
[0180]
参照图5,示出了本发明的一种风储联合系统发电控制装置实施例的结构框图,所述风储联合系统包括风电机组和储能子系统,所述风储联合系统发电控制装置具体可以包括如下模块:
[0181]
第一获取模块501,用于获取风储联合调频控制历史日志;
[0182]
分类模块502,用于将所述风储联合调频控制历史日志输入至预设分类模型,所述预设分类模型用于对所述风储联合调频控制历史日志进行分类求解,输出风储联合调频控制帕累托最优解、风储联合调压控制帕累托最优解、调频功率分配策略帕累托最优解;
[0183]
第一接收模块503,用于接收所述风储联合调频控制帕累托最优解、所述风储联合调压控制帕累托最优解和所述调频功率分配策略帕累托最优解;
[0184]
第一控制模块504,用于依据所述风储联合调频控制帕累托最优解控制所述风电机组的转子转速;
[0185]
第二控制模块505,用于依据所述调频功率分配策略帕累托最优解调整所述风电机组和所述储能子系统的功率分配;
[0186]
第三控制模块506,用于依据所述风储联合调压控制帕累托最优解控制所述风电机组和所述储能子系统的输出电压。
[0187]
在发明的一可选实施例中,所述装置还包括:
[0188]
第二接收模块,用于接收所述风电机组和所述储能子系统的历史运行数据;
[0189]
马尔科夫链构建模块,用于基于所述历史运行数据构建马尔科夫链;
[0190]
时延预测模型生成模块,用于采样所述马尔科夫链,生成时延预测模型,所述时延预测模型用于计算运行故障率。
[0191]
在发明的一可选实施例中,所述装置还包括:
[0192]
第二获取模块,用于获取所述风电机组和所述储能子系统的当前运行数据,并将所述当前运行数据输入至所述时延预测模型;
[0193]
第三接收模块,用于接收所述时延预测模型输出的运行故障率;
[0194]
调整模块,用于当所述运行故障率高于预设故障阈值时,对所述风电机组和所述储能子系统进行调整。
[0195]
在发明的一可选实施例中,所述风储联合调频控制帕累托最优解包括风电机组功率备用参数和调频需求功率参数;所述第一控制模块504包括:
[0196]
风电机组备用功率确定子模块,用于依据所述风电机组功率备用参数,确定风电机组备用功率;
[0197]
初始控制子模块,用于确定所述风电机组备用功率对应的初始转子转速,并采用所述初始转子转速控制所述风电机组的转子转速;
[0198]
实时频率获取子模块,用于当检测到所述风储联合系统的输出频率变化时,获取所述风储联合系统的实时频率;
[0199]
响应转子转速确定子模块,用于依据所述实时频率和所述调频需求功率参数,确定响应转子转速;
[0200]
第一结合子模块,用于结合所述初始转子转速和所述响应转子转速,得到调频转子转速,并采用所述调频转子转速控制所述风电机组的转子转速。
[0201]
在发明的一可选实施例中,所述调频需求功率参数包括额定频率;所述响应转子转速确定子模块包括:
[0202]
计算单元,用于计算所述实时频率与所述额定频率的频率差值,和所述频率差值对时间的微分值;
[0203]
第一调节单元,用于基于所述频率差值进行比例调节,生成第一调频需求子功率;
[0204]
第二调节单元,用于基于所述微分值进行比例调节,生成第二调频需求子功率;
[0205]
结合单元,用于结合所述第一调频需求子功率和所述第二调频需求子功率,确定调频需求功率;
[0206]
确定单元,用于依据所述调频需求功率,确定响应转子转速。
[0207]
在发明的一可选实施例中,所述调频功率分配策略帕累托最优解包括风电机组调节限值;所述第二控制模块505:
[0208]
第一控制子模块,用于当所述调频需求功率大于零时,控制所述风电机组向下调节所述输出功率和控制所述储能子系统为充电状态;
[0209]
第二控制子模块,用于当所述调频需求功率小于零时,控制所述风电机组基于所述风电机组调节限值调节所述输出功率和控制所述储能子系统为放电状态。
[0210]
在发明的一可选实施例中,所述风储联合调压控制帕累托最优解包括参考电压,所述第三控制模块506:
[0211]
判断子模块,用于判断所述风电机组的输出电压能否达到所述参考电压对应的电压值;
[0212]
第三控制单元,用于当所述风电机组的输出电压能达到所述参考电压对应的电压值时,基于所述参考电压对应的电压值控制所述风电机组的输出电压;
[0213]
第四控制单元,用于当所述风电机组的输出电压不能达到所述参考电压对应的电压值时,基于所述参考电压对应的电压值联合控制所述风电机组和所述储能子系统的输出电压。
[0214]
对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0215]
本发明实施例还提供了一种电子设备,包括:
[0216]
处理器和存储介质,所述存储介质存储有所述处理器可执行的计算机程序,当电子设备运行时,所述处理器执行所述计算机程序,以执行如本发明实施例任一项所述的方法。具体实现方式和技术效果与方法实施例部分类似,这里不再赘述。
[0217]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如本发明实施例任一项所述的方法。具体实现方式和技术效果与方法实施例部分类似,这里不再赘述。
[0218]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0219]
本领域内的技术人员应明白,本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上
实施的计算机程序产品的形式。
[0220]
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0221]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0222]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0223]
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
[0224]
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
[0225]
以上对本发明所提供的风储联合系统发电控制方法、装置、电子设备和存储介质,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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