[发明专利]一种计及储能寿命的风储电站分层优化控制方法

说明书

本发明涉及了一种计及储能寿命的风储电站分层优化控制方法，首先，从经济学角度分析储能系统的充放电特性，考虑不同控制方式对储能系统寿命影响；其次，采用分层‑分区控制方式对风储电站进行协调控制，上层根据电网调度需求，考虑分时电价政策对集中式储能和整个风电场级进行协调功率控制，下层考虑区域内分布式储能和多台风电机组间的协调功率控制；最后，采用改进遗传算法对分层优化控制模型求解，实现风储电站中储能系统及风机出力的合理分配。

技术领域

本发明涉及种适用于风储电站分层优化控制方法，属于风储电站协调控制 领域。

背景技术

目前，随着分布式能源并网规模的不断扩大，对电网的安全稳定带来了重 大的挑战。以风电场为例，其为配电网提供无功、电压支撑，调频调压，有效 的延缓了电网升级等，但由于风速存在着随机性和波动性特点，一定程度上限 制了风能利用率，因此在风电场中需要并入大规模储能系统，有效的减少了大 规模风电并网引起的运行风险问题。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种计及储能寿命的风储电站 分层优化控制方法，其充分考虑电网调度需求及分时电价政策对整个风电场出 力的影响，有效的平抑风电场的功率波动，提高配电网对风电的接纳能力，增 加风电场并网运行的经济性和可靠性，具有一定的工程应用价值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括以下步骤：

步骤1、对双馈风力发电系统进行解耦控制，其发电机输出的有功功率及无 功功率为：

其中，X_m分别为双馈风电机组的电动势，励磁感抗、电抗；X_σs, X_s分别为双馈风电机组的定子电压、电流、漏抗及电抗；s为转差率；X_σr, X_r分别为双馈风电机组转子电压、电流、漏抗及电抗；

步骤2、根据计算得定子的有功及无功功率输出为：

其中，U_s为定子电压的有效值，I_sP,I_sQ为定子电流的有功功率、无功功率；

当不考虑定子侧电阻作用，简化风力发电机组有功及无功功率输出关系为：

步骤3、为了快速平抑风功率波动，快速跟踪电网调度运行中风电场发电计 划偏差，将储能系统的模型等效为：

其中，E_{ES_k}为储能系统k容量；i_{ES_k}为充放电电流；U₀为储能系统电压初始 值；U₁为储能系统电压的线性分量；B为指数对应系数；t为储能系统充放电时 间；

步骤4、将分层控制思想应用到风储电站的调控中，下层-分区控制时以储 能系统寿命损耗及区域内网络损耗最小为优化目标；

步骤5、上层-场级控制以并网运行时以总网络损耗为优化目标，实现风储 电站经济优化运行，计算风电场并网后整个网络的有功功率损耗P_{W_t}和无功网损 Q_{W_t}；

步骤6、在考虑储能寿命对风储电站调控影响后，考虑分层调控的方式，计 算总体的多目标函数；

步骤7、采用改进遗传算法对风储电站进行调控，根据自适应权重及自适应 罚函数来优化多目标函数。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤4分为：

步骤4-1、计算储能系统网络损耗对区域调控的影响：