[发明专利]风电并网预报偏差实时补偿中的储能能量吞吐实现方法

说明书

本发明涉及风力发电系统控制技术领域，具体涉及风电并网预报偏差实时补偿中的储能能量吞吐实现方法。本发明根据预报的功率偏差正负与幅值，通过时钟同步触发双向直‑直变换器（DC/DC）与双向直交变换器（DC/AC）工作于特定模式来实现风电并网预报偏差的补偿，根据偏差正负，两变换器交替履行功率与电压控制模式，协同完成储能能量的吞吐，补偿风电功率调度计划预报偏差，缩小预报偏差，达到计划有效跟踪。利用本发明所述方法提高了风电并网计划的预报精度，减低因大比例风电接入造成的电网不可调度问题，可以有效减少电网调度备用容量，维护电网供需平衡，避免电网运行不稳定问题，有效提高风电并网运行能力，减少因预报不准而造成的惩罚电价问题。

技术领域

本发明涉及风力发电系统控制技术领域，具体涉及风电并网预报偏差实时补偿中的储能能量吞吐实现方法。

背景技术

风电开发技术的日益成熟也促进了投资成本的持续下降，有利于风力发电的竞价上网。2019年3月，国家发改委发文《关于完善风电上网电价政策的通知》，重申取消新能源发电补贴的时间计划，明确陆上所有风电运营商从2021年起全面实现平价上网，这意味着用户可等价消费同等的风力发电与火力发电量。人们消费绿色能源的风力发电意愿增强，必然导致风电总需求的增加，这迫使风电企业必须提高其并网发电量。预计2030年，我国风电发电量占全部电网发电量将达到8.4％左右，到2050年，全国约45％的发电量将来自风电。

然而高比例的间歇性风电并网势必加剧电网发电总量预测的不确定性，再加上负荷预测一直存在的不确定性问题，这些都在很大程度上增加了电网的调度难度，主要表现两个方面：

1.波动特性明显的风电功率并网受限，导致风力发电量的消纳下降，占比电网消费发电总量增速滞缓，弃风限电现象频发，造成资源浪费。

2.预报的准确度低导致并网备用容量需求飙升，电网运行成本倍增。

现有并网数据预报直接使用风电场的预测数据。但风速预测本身存在误差，再加上预测模型的系统误差，这导致风电场功率预测数据准确度不高，电网调度管理部门无法准确安排发电计划。电网公司解决此类问题的唯一可靠办法就是配置合理的备用容量，但这客观上提高了电网的运行成本，也影响了电力调度部门对旋转备用容量的合理计划及调度。

电池的能量吞吐特性可应用于补偿风电场功率预报偏差，提高风电功率预报准确度，随着储能成本的降低，储能参与风电场调度以解决预报误差问题将成为风力发电应用中的常态，因此，储能在新能源领域的组合应用注定会得到普及。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了风电并网预报偏差实时补偿中的储能能量吞吐实现方法。

本发明为实现上述发明目的，采取的技术方案如下：

风电并网预报偏差实时补偿中的储能能量吞吐实现方法，包括以下步骤：

步骤1、变换器总体结构由双向DC/DC变换器与双向DC/AC变换器组合而成，能量在储能系统与风电之间自由交换；

步骤2、通过双向DC/DC与双向DC/AC功能的互换，实现功率流动可靠控制；储能系统放电时，双向DC/DC工作在电压控制状态，核心目标控制直流母线电压稳定，双向DC/AC工作在功率控制逆变工作模式，储能输出的功率数值通过双向DC/AC变换器控制实现；储能系统充电时，双向DC/DC工作在功率控制状态，核心目标控制充电功率等于此时的预报偏差，双向DC/AC工作在整流工作模式，维持直流母线电压稳定；

步骤3、根据预报功率与风力发电实时监控的输出功率的偏差正负，同步启动双向DC/DC与双向DC/AC的PWM控制，确保功率流动畅通，预防能量堆积而造成器件损坏；当偏差大于零时，储能系统控制储能放电；当偏差小于零时，储能系统控制储能充电；