[发明专利]基于电池储能的近海可再生能源综合发电协调控制方法

权利要求书

1.基于电池储能的近海可再生能源综合发电协调控制方法，应用于包括风力发电装置、波浪能发电装置和潮流能发电装置的近海可再生能源综合发电系统，其特征在于：根据电池的荷电状态将控制策略分为三种控制模式：当荷电状态在0.2～0.8之间时，触发正常控制模式；当荷电状态大于0.8时，触发电池过充控制模式；当荷电状态小于0.2时触发电池过放控制模式；在触发正常控制模式时，综合发电系统的3个发电机侧控制器的目标是功率最大跟踪控制；电网侧控制器的目标是维持电网侧输出功率平稳；电池储能控制器的目标是维持直流电容电压恒定；在触发电池过充控制模式时，综合发电系统中的风电机组和潮流能机组的发电机侧控制器通过超速-变桨距控制实现功率减载，使电池恢复到正常工作状态；在触发电池过放控制模式时，通过减小综合发电系统电网侧控制器的功率设定值使电池恢复到正常工作状态，电网侧控制器功率设定值的减小量由当前荷电状态与最小荷电状态的差值经过比例积分控制器后给定。

2.根据权利要求1所述的基于电池储能的近海可再生能源综合发电协调控制方法，其特征在于：所述的超速-变桨距控制在实施时优先启用超速控制，当超速控制无法满足减载需求时再启用变桨距控制，其步骤如下：

步骤1：根据如下公式计算综合发电系统机侧功率减载量：

ΔP(k)＝2·P_{g_ref}(k-1)-2·[P_wind(k-1)+P_wave(k-1)+P_tidal(k-1)]

其中，k为当前采样时刻，ΔP(k)为功率减载量，P_{g_ref}(k-1)为上一个采样时刻电网侧控制器的功率设定值，P_wind(k-1)、P_wave(k-1)、P_tidal(k-1)分别为上一个采样时刻风力发电装置、波浪能发电装置以及潮流能发电装置机侧功率值；

步骤2：根据功率特性曲线，分别计算风机和潮流能机组有功功率减载ΔP(k)所对应的发电机转速为ω_{rwind_d}(k)和ω_{rtidal_d}(k)；

步骤3：将ω_{rwind_d}(k)和ω_{rtidal_d}(k)与风机和潮流能机组对应的最大转速ω_{rwind_max}和ω_{rtidal_max}相比较，得到：

Δω_wind(k)＝ω_{rwind_max}-ω_{rwind_d}(k)，

Δω_tidal(k)＝ω_{rtidal_max}-ω_{rtidal_d}(k)；

步骤4：若Δω_wind(k)和Δω_tidal(k)都大于0，则仅对两者中值较大的发电机组实施超速控制，使其减载ΔP(k)；

步骤5：若Δω_wind(k)和Δω_tidal(k)中一个大于0，另外一个小于0，则对大于0的发电机组实施超速控制，使其减载ΔP(k)；

步骤6：若Δω_wind(k)和Δω_tidal(k)均小于0，则根据功率特性曲线计算风机和潮流机组超速到最大转速ω_{rwind_max}、ω_{rtidal_max}时能够减载的最大功率为ΔP_windmax(k)、ΔP_tidalmax(k)；

步骤7：若ΔP_windmax(k)+ΔP_tidalmax(k)＞＝ΔP(k)，则对风机和潮流能机组均实施超速控制，使两者超速减载的总功率为ΔP(k)；

步骤8：若ΔP_windmax(k)+ΔP_tidalmax(k)＜ΔP(k)，此时超速控制无法满足减载需求，则风机超速减载ΔP_windmax(k)，潮流能机组超速减载ΔP_tidalmax(k)，并通过桨距角控制减载剩余的功率为ΔP(k)-ΔP_windmax(k)-ΔP_tidalmax(k)。