[发明专利]抽水蓄能与可再生能源发电协同运行系统及方法

权利要求书

1.一种抽水蓄能与可再生能源发电协同运行方法，其特征是：出现不平衡功率时，判断是否超过设定的功率裕度，如果不是，则保持交流电网连接的换流站处于直流电压模式；如果是，则使交流电网连接的换流站处于功率-电压下垂模式，判断此时抽水蓄能电站的直流电压是否有变化；

如果有变化，则判断此时的直流电压波动值是否超过设定值，如果不是，则抽水蓄能电站调整抽水蓄能机组的运行速率，并且改变计划的发电总量，以抑制可再生能源并网波动；如果是，根据抽水蓄能电站的运行状态与抑制并网波动的状态，调整抽水蓄能机组的运行速率与模式；

如果没有变化，抽水蓄能机组按照设定计划继续运行。

2.如权利要求1所述的一种抽水蓄能与可再生能源发电协同运行方法，其特征是：当直流电压出现波动但波动率小于δ％时，抽水蓄能电站将运行在控制模式I：如果此时抽水蓄能电站运行在抽水状态或者发电状态，则抽水蓄能电站将调整抽水蓄能机组的运行速率，并且改变计划的发电总量，以抑制可再生能源并网波动。

3.如权利要求1所述的一种抽水蓄能与可再生能源发电协同运行方法，其特征是：当直流电压出现波动且大于δ％时，抽水蓄能电站将运行在控制模式II：如果此时抽水蓄能电站的运行状态与抑制并网波动的状态相同，则抽水蓄能电站将调整抽水蓄能机组的运行速率到最大运行速率，并且调整计划的发电总量；如果此时抽水蓄能电站的运行状态与抑制并网波动的状态相反，则抽水蓄能电站将首先紧急翻转当前运行模式，调整为负荷抑制并网波动的运行模式，调整抽水蓄能机组的运行速率到最大运行速率，并且改变计划的发电总量，实现抑制可再生能源并网波动的目的。

4.如权利要求1所述的一种抽水蓄能与可再生能源发电协同运行方法，其特征是：对于交流电网换流站的控制与对于抽水蓄能电站控制需要相配合，当功率波动出现时，不平衡功率能按照控制目标的比例分配到抽水蓄能电站和交流电网。

5.如权利要求1所述的一种抽水蓄能与可再生能源发电协同运行方法，其特征是：当可再生能源出力与预测出力不同时，若出力波动小于连接交流电网的换流站的功率裕度，则该换流站仍然运行在定直流电压模式，不平衡功率输出到交流电网；若出力波动大于连接交流电网的换流站的功率裕度，不平衡功率将根据抽水蓄能电站的调速系数和连接交流电网换流站的下垂系数的比例进行分配，以实现抑制输出到电网的可再生能源波动的目的。

6.一种抽水蓄能与可再生能源发电协同运行系统，其特征在是，用于实现如权利要求1所述的一种抽水蓄能与可再生能源发电协同运行方法，

所述抽水蓄能与可再生能源发电协同运行系统至少包括交流电网、海上风电场、光伏发电站和抽水蓄能电站形成的四端环网结构，所述交流电网、海上风电场和抽水蓄能电站各通过一基于电压源型换流器的换流站彼此连接，所述光伏发电站通过DC-DC变换器连入环网结构，使得海上风电场和光伏电站所发出的电能汇集并传输到交流电网中，实现大规模可再生能源的汇集、输送和消纳。

7.如权利要求6所述的抽水蓄能与可再生能源发电协同运行系统，其特征是：所述海上风电场连接的换流站VSC1运行在定交流电压模式，以控制风电场交流电压。

8.如权利要求6所述的抽水蓄能与可再生能源发电协同运行系统，其特征是：所述抽水蓄能电站连接的换流站VSC2运行在定交流电压模式，为抽水蓄能电站的运行提供交流电压参考。

9.如权利要求6所述的抽水蓄能与可再生能源发电协同运行系统，其特征是：所述交流电网连接的换流站VSC3运行在裕度下垂模式；当换流站运行功率在裕度范围内，换流站VSC3运行在直流电压模式，为多端柔性直流输电系统提供直流电压参考；当换流站功率超过裕度范围，换流站VSC3将运行于下垂控制模式，通过预先设定的直流电压-功率特性曲线调节直流电压和功率。

10.如权利要求6所述的抽水蓄能与可再生能源发电协同运行系统，其特征是：所述DC-DC变换器为基于模块化多电平换流器的两端口DC-DC变换器，包括依次连接的DC-AC变换器、交流变压器和AC-DC变换器，所述DC-AC变换器运行在定交流电压模式，以控制DC-DC变换器内部的交流电压稳定，所述AC-DC变换器运行在定直流电压模式，以控制光伏电站内部直流电压稳定。