基于扇区管理和风电消纳的风储联合控制方法及装置与流程

本发明涉及风力发电与储能，具体地涉及一种基于扇区管理和风电消纳的风储联合控制方法、一种基于扇区管理和风电消纳的风储联合控制装置、一种电子设备及一种机器可读存储介质。

背景技术：

1、风力发电的发展对于改善能源结构，降低碳排放具有重大推动作用。随着大规模新能源电力接入电网，电力系统需要在随机波动的负荷需求与随机波动的电源之间实现能量的供需平衡，传统的电力系统也将形成以新能源电力产、消为主的新型电力系统。

2、当新型电力系统用户侧需求量减小，调度将协调制定风电场站限电出力计划以匹配用户侧电力需求，此时风电场将面临弃风。而储能作为一种可调度资源，能够参与新型电力系统的优化调度，有效的缓解风电功率的不可控性，目前在风储融合调控方面已有很多研究成果，大多是利用储能技术提升风电场并网性能，一次调频、波动平抑、削峰填谷、稳定电压等。提升风电场的并网性能可以有效避免弃风限电，但当限电已经发生时，通过储能技术能够减少弃风量，将进一步缓解弃风问题，为风电场带来客观经济效益。同时，对于湍流强度大、入流角多变的来风方向，针对性的设置扇区管理策略来限制风机出力或停机保护，也会造成弃风。

3、因此，在同时考虑限电弃风及扇区管理弃风的情况下，如何利用储能技术进一步减小由于调度限电和风机降功率保护带来的弃风问题，需要更精细化的储能充放电策略和风储联合能量管理策略做支撑，但目前尚未有此方面的相关研究。

技术实现思路

1、本发明实施方式的目的是提供一种基于扇区管理和风电消纳的风储联合控制方法及装置，以至少解决上述的由于同时考虑电力调度的限电计划和风机扇区管理造成的弃风的问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于扇区管理和风电消纳的风储联合控制方法，所述方法包括：

3、获取用户侧的需求功率和发电总功率；其中，所述发电总功率为风电场内未进入扇区管理的风电机组的功率之和；

4、若所述发电总功率小于所述需求功率，则对未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组和/或储能装置进行控制，以使所述发电总功率和储能装置的输出功率之和等于所述需求功率或者所述发电总功率和储能装置的储能功率之差等于所述需求功率；

5、若所述发电总功率大于所述需求功率，则对未进入扇区管理的风电机组和/或储能装置进行控制，以使所述发电总功率和储能装置的储能功率之差等于所述需求功率。

6、可选的，所述方法还包括：

7、采用以下方法确定风电机组是否进入扇区管理：

8、获取风电场内每一风电机组的机舱位置：

9、若所述机舱位置处于对应的预设扇区内，则确定该风电机组已进入扇区管理。

10、可选的，若所述发电总功率小于所述需求功率，则对未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组和/或储能装置进行控制，包括：

11、获取储能装置的储能容量，获取所述发电总功率与所述需求功率之间的第一功率差值，以及获取未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组的当前发电功率与对应的最大发电功率的第二功率差值；

12、将所有的第二功率差值之和作为风电场的可增加功率；

13、若所述可增加功率大于所述第一功率差值，则判断所述储能容量是否大于等于设定阈值；

14、若储能容量大于等于设定阈值，则基于所述第一功率差值，对未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组进行升功率控制；

15、若储能容量小于设定阈值，则将所述可增加功率与第一功率差值的功率差值作为可储能功率，并判断可储能功率是否大于储能装置的标准储能功率；

16、若可储能功率大于所述标准储能功率，则将标准储能功率和第一功率差值之和作为功率调节增量，基于所述功率调节增量，对风电场内未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组进行升功率控制，并按照标准储能功率对储能装置进行储能；

17、若可储能功率小于等于所述标准储能功率，则控制未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组满功率运行，并按照可储能功率对储能装置进行储能。

18、可选的，若所述发电总功率小于所述需求功率，则对未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组和/或储能装置进行控制，还包括：

19、若所述可增加功率等于所述第一功率差值，则控制未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组满功率运行；

20、若所述可增加功率小于所述第一功率差值，则将可增加功率与第一功率差值的功率差值作为需放电功率，并判断所述需放电功率是否大于储能装置的最大放电功率；

21、若所述需放电功率大于等于最大放电功率，则控制未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组满功率运行，且控制储能装置按照最大放电功率进行放电；

22、若所述需放电功率小于最大放电功率，则控制未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组满功率运行，且控制储能装置按照需放电功率进行放电。

23、可选的，基于所述第一功率差值，对未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组进行升功率控制，包括：

24、基于所述第一功率差值，利用双闭环pi控制算法，确定每一未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组的发电功率调节量；基于所述发电功率调节量增加对应的未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组的发电功率；

25、基于所述功率调节增量，对未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组进行升功率控制，包括：

26、基于所述功率调节增量，利用双闭环pi控制算法，确定每一未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组的发电功率调节量；基于所述发电功率调节量增加对应的未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组的发电功率。

27、可选的，若所述发电总功率大于所述需求功率，则对未进入扇区管理的风电机组和/或储能装置进行控制，包括：

28、获取储能装置的储能容量，以及获取所述发电总功率与所述需求功率之间的第一功率差值；

29、若所述储能容量大于等于设定阈值，则不对储能装置进行储能，基于所述第一功率差值，对未进入扇区管理的风电机组进行降功率控制；

30、若所述储能容量小于设定阈值，则判断所述第一功率差值是否大于储能装置的标准储能功率；

31、若第一功率差值大于标准储能功率，则按所述标准储能功率对储能装置进行储能，并将第一功率差值与标准储能功率之间的功率差值作为功率调节减量，基于所述功率调节减量，对未进入扇区管理的风电机组进行降功率控制；

32、若第一功率差值小于等于标准储能功率，则按所述第一功率差值对储能装置进行储能。

33、可选的，基于所述第一功率差值，对未进入扇区管理的风电机组进行降功率控制，包括：

34、基于所述第一功率差值，利用双闭环pi控制算法，确定每一未进入扇区管理的风电机组的发电功率调节量；基于所述发电功率调节量减小对应的未进入扇区管理的风电机组的发电功率；

35、基于所述功率调节减量，对未进入扇区管理的风电机组进行降功率控制，包括：

36、基于所述功率调节减量，利用双闭环pi控制算法，确定每一未进入扇区管理的风电机组的发电功率调节量；基于所述发电功率调节量减小对应的未进入扇区管理的风电机组的发电功率。

37、本发明第二方面提供一种基于扇区管理和风电消纳的风储联合控制装置，所述装置包括：

38、数据获取模块，用于获取用户侧的需求功率和发电总功率；其中，所述发电总功率为风电场内未进入扇区管理的风电机组的功率之和；

39、第一输出模块，用于在所述发电总功率小于所述需求功率的情况下，对未进入扇区管理且未处于最大发电功率的风电机组和/或储能装置进行控制，以使所述发电总功率和储能装置的输出功率之和等于所述需求功率或者风电场的发电总功率和储能装置的储能功率之差等于所述需求功率；

40、第二输出模块，用于在所述发电总功率大于所述需求功率的情况下，对未进入扇区管理的风电机组和/或储能装置进行控制，以使所述发电总功率和储能装置的储能功率之差等于所述需求功率。

41、本发明第三方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所 述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序 时实现上述的基于扇区管理和风电消纳的风储联合控制方法。

42、另一方面，本发明还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的基于扇区管理和风电消纳的风储联合控制方法。

43、本方案在考虑风电机组扇区管理的基础上，基于用户侧的需求功率和风电场内未进入扇区管理的风电机组的发电总功率，采取不同的控制策略，实现弃风与储能的协同配合，进一步地减少风电场的弃风量，并提高风电机组的使用寿命，提高能源利用效率。

44、本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。