[发明专利]基于发电功率曲线的风光储联合发电系统平滑控制方法

说明书

技术领域

本发明属于风光储联合发电系统技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于发电功率曲线的风光储联合发电系统平滑控制方法。

背景技术

风能、光伏等清洁能源作为清洁、高效、易获取、无需耗能的可再生能源，当仁不让地成为了当今电网发展的重要方向，其规模化飞速发展已呈气势如虹、一发不可收的态势。

然而，风电、光伏等可再生能源的原动力均不可控，风速或光照的不稳定性和间歇性决定了风电或光伏出力也具有波动性和不可控特点。从电网角度看，并网运行的间歇性电源相当于一个具有随机性的扰动源，将对电网的可靠运行造成一定影响，主要是间歇式能源发电造成的并网后功率波动问题：一方面包括风能、太阳能随机性造成的风光储系统并网发电的超短期功率波动(数分钟)；另一方面为风能、太阳能间歇性造成的风光储系统并网发电的短期功率波动(数小时或数天)；其次为风能、太阳能间歇性造成的风光储系统并网发电的中长期功率波动(数周或数月)。由于太阳能与风能具有天然的互补特性，因此风光储联合发电系统能够自身平抑中长期、短期波动。但是在一个控制周期内的超短期稳定性难以保证，需要协调控制风光储联合发电系统的风电机组、光伏机组以及储能设备的输出功率，使得系统输出系统功率满足并网标准。

目前，风光储系统通过储能系统短时快速充放电来响应风光输出功率的波动，从而达到系统平稳输出功率的目的。由于风光储系统的总输出功率是风电输出功率、光伏输出功率储能系统输出功率之和，系统根据风电场内电机组总输出功率以及光伏总输出功率，控制储能电池的充放电量，使得风光储总输出功率波动尽可能的满足国家规定，从而增加风电输出功率、光伏输出功率的平滑性和可调度性。通常基于滤波原理采用储能系统对风光输出功率的幅度进行加减操作，降低功率变化率。随着滤波常数的变大，输出功率更平滑，而对储能容量要求则越高。考虑到储能系统的容量与其成本密切相关，以及大规模储能容量的技术限制，系统配置储能容量应在合理范围内。同时储能在平抑风电输出功率波动时，需满足相关指标(端电压、电流、功率等)的约束，最大化储能设备寿命，减少运行成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于发电功率曲线的风光储联合发电系统平滑控制方法，以风电场、光伏电站的超短期预测数据为基础，充分利用风电场、光伏电站自身的可调度性，配合储能设备的充放电，在维持储能荷电状态处于合理水平的前提下有效平滑功率波动。

为实现上述发明目的，本发明基于发电功率曲线的风光储联合发电系统平滑控制方法包括以下步骤：

S1：对风光储联合发电系统的风电场和光伏电站进行超短期功率预测，得到风电场和光伏电站的功率预测曲线以及整个风光储联合发电系统的系统功率预测曲线，每个预测曲线都包括N个预测值，预测值的时间步长为Δt；

S2：依次对风光储联合发电系统的系统功率预测曲线中的预测值进行优化，得到系统发电功率曲线，具体步骤包括：

S2.1：令系统发电功率曲线的第n个系统发电功率值n的取值范围为n＝1,2,…,N；确定优化预测值起点M₁和优化预测值终点M₂；

S2.3：计算系统发电功率曲线的第m个系统发电功率值的波动率V_pm，m的取值范围为m＝M₁,M₁+1,…,M₂，计算公式为：

Vpm=P^m-P^m-1PS×100%]]>

其中，V_pm代表功率波动率，P_S代表风光储联合发电系统的总装机容量，表示系统发电功率曲线的第m-1个系统发电功率值；