[发明专利]带有储能的新能源输出功率波动最小化调度方法及装置

说明书

本发明公开了一种带有储能的新能源输出功率波动最小化调度方法及装置，其中，方法包括：获取风电出力值并建立风速转移概率模型，获取发电厂中储能装置的设备信息得到第二离散的状态量，并结合风电出力值、储能装置的剩余电量与当前时刻生成状态向量构建马氏决策模型，进而获得最优策略，并对此策略进行实时调度，进而得到实时更新的最优结果。该方法能够通过对储能装置进行调度，提供长期的、宽时间尺度的调度策略，来降低新能源输出功率的波动，并能够实时调度，得到本时刻最优的调度策略，具有简单方便，适用性广的优点。

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，特别涉及一种带有储能的新能源输出功率波动最小化调度方法及装置。

背景技术

新能源技术正在世界范围内迅速发展，然而其出力具有波动性与随机性，导致难以执行调度指令，在大规模并网后难免对具有常规能源电力系统的电力供需实时平衡、电压稳定性、频率稳定性以及电能质量等产生影响。而能源互联网可以通过大规模的分布式储能系统的接入，提高新能源利用率，并缓解新能源的波动性对电网造成的冲击，提高电能质量。

风电、太阳能光伏发电等都属于本发明所讨论的新能源范畴，其出力特性都可以用随机过程来刻画。本发明以新能源领域中代表性较强的风电为例，讲述如何运用本发明的算法和操作步骤，通过对储能装置进行调度，来降低新能源输出功率的波动。本发明所述方法同样适用于光伏发电等其他带有随机性的新能源，也适用于包含新能源、储能和负载的微电网系统。

对于并网运行的风电场，随着其并网规模的增大，其对电网的安全稳定运行带来了很大的挑战；微电网是能源互联网的基本单元，通常包括新能源、储能装置以及电能负载。在以并网状态下运行时，可以与大电网进行能量交换，以保证供给与负荷功率瞬时平衡。然而，新能源较强的随机性与波动性为电网调度问题带来了难度。如：风电场输出功率的波动会降低电能质量，造成输电线路的能量损失，并降低风电变流器的稳定性；风电并网点功率如果频繁波动，会令节点电压波动也随之增大，带来电压闪变等电压稳定问题；功率波动也会对电网频率造成影响，在极端的情况下甚至会导致频率严重下降，危及大电网的稳定与安全。因此，如果不能抑制新能源频繁、大范围的波动，就会使大电网的稳定性受到冲击。

风电的波动可以在不同的时间尺度上进行研究。现有的平滑风电出力波动的方法大多数是在秒或分钟的时间尺度上对风电出力的波动进行平滑，使其符合新能源并网的技术规范。如：利用风机系统中通过转动惯量储存的能量来平滑风电，如转子中的动能、直流母线电容中的能量等；利用储能技术，基于低通滤波器或者滑动平均滤波来生成平滑后的参考功率曲线，再利用储能电力如储能或超级电容等来补充参考曲线与风电出力曲线的差距等，期间会用到诸如最大功率点跟踪等控制技术来配合。然而，此类控制方法仅仅考虑了实时调节或基于短期功率预测的平滑作用，只能被动地改善现有功率曲线的平滑情况，缺少在长期时间尺度下的调度方法的考虑。且由于储能装置容量有限，故不能够有效抑制新能源长期、大范围且频繁的波动。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种带有储能的新能源输出功率波动最小化调度方法，该方法能够降低新能源输出功率的波动，并实时调整至最优调度策略。

本发明的另一个目的在于提出一种带有储能的新能源输出功率波动最小化调度装置。