[发明专利]风-储混合电站运行策略及短期计划出力优化方法

说明书

本发明公开了一种风‑储混合电站运行策略及短期计划出力优化方法，风‑储混合电站运行策略分为两步：首先，根据分时上网电价预先制定电池储能系统在调度周期内的充、放电序列，一方面将部分风能从低电价时段平移至高电价时段实现套利，另一方面，通过事先规划的充、放电序列避免电池储能系统在充、放电状态之间频繁切换，延长储能使用寿命；接着，以实时风功率为依据，调节电池储能系统的充、放电功率大小，实现风‑储混合电站对计划出力的有效跟踪，尽可能满足并网要求，并进一步提升并网效益。风‑储混合电站短期计划出力设为短期风功率预测值与电池储能系统计划充、放电功率之和。本发明易实施，效果优异。

技术领域

本发明涉及风力发电并网技术与电池储能技术，具体涉及一种新型风-储混合电站运行策略与基于迭代求解机制的短期计划出力优化方法。

背景技术

近年来，随着化石燃料的逐渐枯竭与节能减排压力的日益增大，世界各国对发展以风电为代表的可再生能源给予了足够重视。截止2016年底，我国风电累计装机容量高达1.49亿千瓦，成为电力系统第3大主力电源，且规模居世界第一位。然而，与常规能源机组不同，风功率具备与生俱来的间歇特性与随机波动特性，其大规模并网势必增加电网调度压力，大幅度提高电网调度成本。更为严重的是，在某些情况下，系统调度人员将不得不通过“弃风”确保电网功率平衡，这将严重制约风能资源的可持续开发利用。据统计，仅2016年度，我国电网的“弃风”总量就接近500亿千瓦时。

近年来，电池储能技术的快速发展为解决风电并网导致的一系列问题提供了全新的技术思路。文献一《Control strategies for battery energy storage for wind farmdispatching》(IEEE Transactions on Energy Conversion，2009年，第24卷，第3期，第725页至732页)将电池储能系统接入风电场构成风-储混合电站运行，利用电池储能系统的灵活充、放电能力对风功率中的波动分量进行平抑。文献二《Optimal control of batteryenergy storage for wind farm dispatching》(IEEE Transactions on EnergyConversion，2010年，第25卷，第3期，第787页至794页)利用最优控制的理念对文献一给出的运行策略进行了改进，取得了更好的平抑效果。文献一、二直接将风功率短期预测结果作为风-储混合电站的短期计划出力，因此，实际风功率将在短期计划出力周围随机波动，从而导致电池储能系统在充、放电状态间频繁切换，严重缩短其使用寿命。

为避免电池储能系统在充、放状态间频繁切换，延长其使用寿命，文献三《Costoptimized battery capacity and short-term power dispatch control for windfarm》(IEEE Transactions on Industrial Application，2015年，第51卷，第1期，第595页至606页)改变了风-储混合电站短期计划出力的确定方法，将未来若干调度周期内的风功率出力上、下限作为计划出力，从而避免了电池储能系统在充、放电状态间的频繁切换，延长了使用寿命。然而，该文献提出的风-储混合电站运行策略较为复杂，且风功率出力的上、下限难以确定。文献四《On generation schedule tracking of wind farms withbattery energy storage systems》(IEEE Transactions on Energy Conversion，2017年，第8卷，第1期，第341页至353页)将电池储能系统分为容量相等的两部分独立运行，分别用于平抑实际风功率与计划出力间的正、负偏差。显然，该运行策略可有效避免电池储能系统在充、放电状态间的频繁切换，延长其使用寿命。然而，该运行策略将显著增加电池储能系统的容量需求，降低经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种效果优异的风-储混合电站运行策略及短期计划出力优化方法。

本发明的技术解决方案是：