[发明专利]一种风光储发电系统黑启动过程中的能量协调方法

说明书

本发明涉及一种风光储发电系统黑启动过程中的能量协调方法，包括：模式选择、协调优化和控制方式等内容，通过风光储发电系统的运行状态选择风光储发电系统的运行模式，建立与运行模式对应的预测模型和滚动优化模型，采用滚动优化的方法，在每一个控制时域内获得最优控制序列，并由控制部分执行最优控制序列，实现对风光储发电系统输出功率的优化调节。具有科学合理，适用性强，效果佳等优点。

技术领域

本发明涉及电网黑启动技术领域，是一种风光储发电系统黑启动过程中的能量协调方法。

背景技术

黑启动是指整个系统因故障停电后，在不依赖外界帮助的情况下，以系统中具有自启动能力的机组带动无自启动能力的机组，逐渐恢复系统停机的机组，最终实现整个系统供电恢复。

现有的风电场和光伏电站参与黑启动过程中，由于风电场和光伏电站输出功率的随机性和不确定性，以及黑启动负荷的分批投入，使储能一直处在深度充放电状态，甚至出现过充过放问题，导致风光储发电系统黑启动失败，因此风光储发电系统黑启动过程中的能量协调优化对提高局域电网恢复效率有着重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的不足，着力解决由于风电、光伏发电的波动性和大功率负荷的分批投入使黑启动过程中储能一直处于深度充放电状态，甚至出现过充电和/或过放电导致黑启动失败的问题，同时，能够减少光伏功率预测导致的负荷功率与实际负荷功率的误差，科学合理，适用性强，效果佳的风光储发电系统黑启动过程中的能量协调方法。

为实现上述目的所采用的技术方案是，一种风光储发电系统黑启动过程中的能量协调方法，其特征是，它包括：通过风光储发电系统的运行状态选择风光储发电系统的运行模式，建立与运行模式对应的预测模型和滚动优化模型，采用滚动优化的方法，在每一个控制时域内获得最优控制序列，并由控制部分执行最优控制序列，实现对风光储发电系统输出功率的优化调节，具体内容为：

1)模式选择

通过评估黑启动时段的风电场输出功率，光伏电站输出功率和风电厂光伏电站联合输出功率的执行概率倾度，确定风光储发电系统的光储运行模式、风储运行模式和风光储运行模式为：

式中：P_PV为光伏电站输出功率；P_B为储能充放电功率；P_W为风电场输出功率；P_load为负荷功率；η_PV、η_W和η_PVW分别为光储运行模式、风储运行模式和风光储运行模式的执行概率倾度；

2)协调优化

在确定风光储发电系统的运行模式后，基于模型预测控制设计协调优化层，所述协调优化层主要负责风光储黑启动过程中能量和功率的协调优化，通过控制风机、光伏单元的数量和储能的充放电功率，从而控制各个电源的输出功率，

①预测模型

光储运行模式、风储运行模式和风光储运行模式下的风光储联合发电系统的功率平衡方程为：

式中：P_load为负荷功率；P_PV为光伏电站的输出功率；P_W为风电场的输出功率；P_B为储能的充放电功率；

通过控制风机和光伏单元的数量，控制风电场和光伏电站的输出功率，光伏电站和风电场的控制过程表示为：