[发明专利]利用储能正外部性削减多风电场弃风的风-储系统协调控制策略

说明书

本发明是一种利用储能正外部性削减多风电场弃风的风‑储系统协调控制策略，其特点是，包括：确立多风电场联合外送环境下风电场输电限额的分配原则、储能系统的外部性原理分析、利用储能正外部性削减多风电场弃风的风‑储系统协调控制策略分析等内容，在本控制策略下，充分利用了储能的可用功率和容量产生的正外部性，在保证本地风电场弃风缓解的同时尽可能地减少了其他风电场的弃风，提高了储能利用率，优化了储能缓解弃风的效果，具有科学合理，适用性强，效果佳等优点。

技术领域

本发明涉及新能源发电、储能技术领域，是一种利用储能正外部性削减多风电场弃风的风-储系统协调控制策略。

背景技术

低碳电力推动风电大规模发展，风电在电网中的渗透率显著增加；风电机组输出功率具有随机性、间歇性和波动性等特点，风电与负荷难以保持平衡，给风电消纳造成了一定困难；风电资源充沛的地区网架结构薄弱，风电外送的能力有限。这些问题是造成我国风电开发过程中弃风现象严重的根本原因所在。储能作为一项有效的弃风削减措施，得到了普遍的重视与研究。

国内外学者分别从以下几个方面开展了研究：1)改进储能运行的控制策略，优化其充放电效率，提高储能对弃风的削减能力；2)应用储能参与调峰，提高风电消纳，减少弃风；3)应用储能提高输电线路可用传输能力，提高风电外送，减小弃风。然而在这些研究中，储能的应用一般都局限于单风电场-单储能系统的场景，储能的作用范围被限制在了配置了储能的本地风电场内，对于更大范围的风电系统没有影响力了。然而，在实际的储能应用过程中，由于风电出力的高度随机性，储能的利用程度总是无法保持恒定。如果在储能安装规划阶段按照风电出力最差的数据进行储能配置，那么储能在实际运行中肯定会经常处于较低的利用率水平。储能应用需要一种更灵活的控制策略来协调控制风-储联合系统，提高储能的利用水平，进一步发挥储能的潜力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种更科学合理、更灵活、适用性强，能够有效的提高储能功率和容量利用率，可削减多个风电场弃风的的广域协调储能控制策略；

解决其技术问题采用的技术方案是，一种利用储能系统的正外部性削减多风电场弃风的风-储系统协调控制策略，其特征是，它包括以下内容：

1)多风电场联合外送环境下风电场输电功率限额的分配原则

风电场1、2、……、n构成了一座风电场群，风电场群中的风电场k，k＝1、2、……、n，是唯一装有储能系统的风电场；风电场群通过一条外送输电通道向电网送出风电功率和能量，各风电场的输电功率限额之和等于总线路输电功率限额∑P_lim，由式(1)求得：

∑P_lim＝P_lim1+P_lim2+…+P_limn (1)

在t时刻，若总线路输电功率限额∑P_lim高于风电场群功率输出瞬时值∑P'(t)，则风电功率将不会受到限制，风电场群总输出功率将等于风电场群功率输出瞬时值∑P'(t)；

在t时刻，若总线路输电功率限额∑P_lim低于风电场群功率输出瞬时值∑P'(t)，则会产生弃风；为了合理地安排风电场群的每座风电场的弃风功率，风电场群的每座风电场获得的输电功率限额P_lim1、……、P_limn将根据各座风电场的装机容量大小来进行分配，分配原则如式(2)：

其中，i＝1…n；P_Gi为第i座风电场的装机容量，∑P_Gi则代表整个风电场群的装机容量；P_limi代表第i座风电场的输电功率限额，∑P_lim则代表总线路输电功率限额；