一种分散式接入风电场的风-氢储能耦合系统控制方法_2

文档序号:8499606阅读:来源:国知局
实际出力,Pi"ad为本地负荷,Pre为风电场实际出力与本地负荷 的差值,Ph为氨储能功率,PA为上级电网调度计划,风电并网功率Ps为二满足本地负荷的 功率+并入上级电网风电功率,P。^为弃风功率,氨储能等效SOCmJ%氨储能系统中储氨罐 内压强状态的上限。
[0021] 对于单一风电场,理想状况下各单一风电场实时出力必须满足或超出本地负荷需 求、本地氨储能需求与上级电网调度计划之和,使风电场实际出力既能保证本地负荷正常 运转,又能满足本地氨储能系统运行,并在此前提下达到上级电网调度需求。对于多风电场 组成的集群,理想状况下该集群总风电出力必须满足或者超出集群总负荷需求,并在此前 提下优先进行氨储能,迫不得已时弃风停机。
[0022] 最后,上级调度部口依据各个风电场反馈的并网功率,按照集群进行协调分配。分 配过程遵循"同调等值"原则,其中"同调"理解为上级电网调度部口从整体出发,对各风电 场统一下达针对性指令;"等值"表示集群总体动态相等,理解为上级电网调度各指令的发 出,是依据各风电场能力大小,在保证满足系统整体总负荷需求的前提下,将风电集群出力 盈余部分转化为氨能源存储起来。通过该种协调分配方式,解决单一风电场由于风电随机 性、波动性造成的并网难、风电消纳不彻底、弃风率高等缺陷。
【附图说明】
[0023] 图1风电场实际出力分配控制流程示意图;
[0024] 图2分散式接入风电场的风-氨储能禪合系统功率分配控制框图;
[00巧]图3分散式接入风电场的集群调度实现示意图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图及【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0027] 本发明中风电场实际出力分配控制流程如图1所示。为克服风电出力的波动性、 随机性和本地负荷的随机性,本发明基于实时监测的风电场实际出力,提出一种并网和储 能功率分配控制方法。通过此控制方法,实现风电依需并网,"缺"则调、"余"则储,W此在 保证风电平滑稳定并网的同时,减小"弃风",提高风电消纳能力。
[002引具体控制方式如下;
[0029]将风电场实际出力与本地负荷P1。。4进行比较,若风电场实际出力满足本地负 荷后的剩余功率Pu《〇,则风电场实际出力全部并网P,=P,hd,用于支持本地负荷运行。若 风电场实际出力与本地负荷PiMd的差值Pu〉〇,则基于氨储能等效S0C状态和上级电网 调度计划Pj.h继续进行判断:
[0030] 当Pu〉0且氨储能等效S0C=氨储能等效SOCm。拥,氨储能系统已达储能上限, 此时若Pj.h-P?>〇,风电场实际出力能够保证本地负荷正常运行但未能满足或恰好满足上 级电网调度要求,风电场实际出力Pw"d与本地负荷PlMd的差值Pre全部并入上级电网;若 Pjh-P?<〇,风电场实际出力满足本地负荷和上级电网后,剩余弃风。
[0031] 当Pte〉〇且氨储能等效S0C声氨储能等效SOCm。,时,氨储能系统未达储能上限,风 电场实际出力与本地负荷PIMd的差值PU首先进行氨储能,若不能满足氨储能,则风电 场实际出力与本地负荷PiMd的差值PU全部储能,PH=P若储能后仍有剩余,则氨储 能消耗功率Ph后,若(P^-Ph)《Pj.h,则(Pu-Ph)全部并网;若化e-PH)〉PA,则化e-Ps)满足 上级电网调度计划Pa后剩余弃风。
[0032] 其中用等效S0C表征储气罐内剩余气体,代表的是储气罐使用一段时间或长期搁 置不用后的剩余压强IV。与其完全充满气体时压强P。。。的比值,用百分数表示,即等效S0C =Pya/P。。。X100 %,用氨储能等效S0C表征氨储能系统中储氨罐内剩余气体,氨储能等效 SOCmJ%氨储能系统中储氨罐内压强状态的上限。
[0033] 分散式接入风电场的风-氨储能禪合系统功率分配控制如图2所示,首先,采用风 电最大功率跟踪(MPPT)方法保证风机处于当前风速最佳工作点,从源头保证风电出力的 高效利用,通过实时在线监测得到风电场实际出力Pww;然后结合氨储能等效S0C状态、本 地负荷Pi?ad与上级电网调度计划Pa变化,在系统功率比较器中进行比较,得到六种结果。 功率比较器依据比较结果发出相应控制指令予功率分配执行器;功率分配执行器依据接收 到的指令控制功率分配,使风电场实际出力Pww进行六种不同去向,具体如下:
[0034] 1、当P1。。,即P0时,系统功率比较器发出指令1予功率分配执行器,系 统功率分配执行器控制风电并网点动作,氨储能装置不动作,此时风电全部并网,风电并网 功率P,=P,hd,但此时风电出力不能支持或恰能支持本地负荷正常运行,因此该情况定义 为'缺',需依靠上级调度协调进行补缺。
[003引 2、当Pre〉0且氨储能等效S0C=氨储能等效SOCm。拥,若(P化-PJ> 0,则系统功 率比较器发出指令2予功率分配执行器,功率分配执行器控制风电并网点动作,氨储能装 置不动作,此时风电全部并网,风电并网功率P, =P 风电出力满足本地负荷但不能或恰 好满足上级调度需求,因此该情况定义为'缺',需依靠上级调度协调进行补缺。
[003引3、当Pu〉0且氨储能等效S0C=氨储能等效SOCm。拥,若(P <0,则系统功率 比较器发出指令3予功率分配执行器,功率分配执行器控制风电并网点动作,氨储能装置 不动作,此时风电场实际出力满足本地负荷并达到上级电网要求之后仍有剩余但又无需储 能,因此该情况定义为'余',风电满足并网功率后弃风。
[0037] 4、当Pre〉〇且氨储能等效S0C声氨储能等效SOCma拥,若Pre优先储能且储能后有 剩余,则P^-(Pu-Ph) > 0时,系统功率比较器发出指令4予功率分配执行器,功率分配执行 器控制风电并网点动作,氨储能装置动作,此时风电出力满足本地负荷和氨储能后不能达 到或恰好达到上级调度需求,因此该情况定义为'缺',需依靠上级调度协调进行补缺。
[003引5、当Pu〉0且氨储能等效S0C声氨储能等效SOCm。拥,若PU优先储能且储能后有 剩余,则IV(Pu-Ph) <0时,系统功率比较器发出指令5予功率分配执行器,功率分配执行器 控制风电并网点动作,氨储能装置动作,此时风电出力依次满足本地负荷、氨储能和上级调 度需求后仍有剩余,剩余量弃风,因此该情况定义为'余';
[003引 6、当Pu〉0且氨储能等效S0C声氨储能等效SOCm。拥,若Pr。优先储能但不能满足 或者恰好满足储能需求,则系统功率比较器发出指令6予功率分配执行器,功率分配执行 器控制风电并网点动作,氨储能装置动作,此时风电满足本地负荷后全部储能,P,=Pim<i,Ph =口,1。<1-?1。。<1,风电出力满足本地负荷但不能达到上级调度需求,因此该情况定义为'缺',依 靠上级调度协调进行补缺。
[0040] 最后,把功率分配执行器分配的风电并网功率P,反馈回上级调度,上级调度分析 反馈数据,依据"同调等值"原则下发下一命令。
[00川其中,为风电场实际出力,Pi"ad为本地负荷,Pre为风电场实际出力与本地负荷 的差值,Ph为氨储能功率,Pa为上级电网调度计划,P,为风电并网功率,风电并网功率P,= 满足本地负荷的功率+并入上级电网的功率,为弃风功率,氨储能等效S0C。"为氨储能 系统中储氨罐内压强状态的上限。
[0042]图3为分散式接入风电场的集群调度实现示意图。如图3所示,风电场1,2, 3,…,n 和与其对应的本地负荷1,2, 3,…,n共同组成一个风电集群,且此集群由上级电网调度下 发指令统一调控,即"同调等值"中"同调"。上级电网调度部口从集群出发,分析n个风电 场反馈的并网功率巧'',i= 1,2,3,…,n与各本地负荷巧Ld,i= 1,2,3,…,n依据风电并 网总功率P,.胃与集群总负荷PiMd,胃动态相等,即"同调等值"
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