[发明专利]考虑架空线电热耦合特性的风电场储能调控方法及系统

说明书

本公开提出了考虑架空线电热耦合特性的风电场储能调控方法及系统，包括：基于电热耦合及温度电阻的相关性建立架空线路的电热耦合模型；基于该模型计算出线路达到最高允许温度时所能够传输的功率，记为风电场的最大出力；实时计算风电场的实际出力，风电场的实际出力大于风电场的最大出力时，将超出的风能进行存储，小于该风电场的最大出力，将存储的风能释放并网。力求最大限度挖掘输电元件的利用效率。

技术领域

本公开属于风电技术领域，尤其涉及考虑架空线电热耦合特性的风电场储能调控方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着传统化石能源的日渐枯竭，以风能、太阳能为代表的清洁能源得到了迅速的发展，技术不断成熟，成本逐步下降。在我国，70％的负荷中心集中分布在中部和东部地区，而新能源基地主要集中分布在“三北地区”，其装机容量占全国风电装机的70％，由于清洁能源与用电负荷呈逆向分布的特点，采用“大规模开发、集中式并网”的风力发电和光伏发电基地成为新能源发展的重要形式。架空输电线路，以其绝对的经济优势，承担着将电能从新能源基地输送至负荷中心的重要任务，架空线路的高效运行，对新能源消纳乃至整个输电系统的安全稳定都具有重要作用。因此，对架空线路的传输容量的挖掘及其相关调控策略的研究具有现实意义。

电力储能技术是科学技术快速发展下的产物。目前，在能源互联的背景下，电力储能在扮演着日益重要的角色，储能应用在系统调峰、调频、调压和事故备用等方面都发挥了积极作用，在新能源广泛应用的今天，可再生能源也要搭配相应的储能措施来实现资源的高效利用，风电场站投入储能对于提高风力发电的消纳能力和风电利用比例有着重要意义。目前，电力储能技术在不同电压等级配电网存在广泛应用，因此电力储能具有广阔的发展前景。

发明人在研究中发现，由于自身物理特性的限制，架空线路的温度往往不能超过对应的热限值，一旦超过该热限值，其自身的物理结构将会破坏，或者会导致弧垂过大产生安全问题，随着发电厂侧输出功率的不断增加，架空线路上流过的电流也不断增大，进而产生的热量会不断增加，致使架空线路的温度上升，同时受周围环境参数变化的影响，架空线路与周围环境的热交换也影响着架空线路的温度，当架空线路的温度超过热限值时，会对线路造成不可逆的损坏，进而产生一系列安全问题。

因为风电场的发电出力具有间歇性和随机性的特点，并不能按照预先设定的各种限制去主动的控制风电场的出力。因此当在某一时刻风电充沛时，其并入电网的功率极有可能导致架空线路的温度超过其安全运行允许的最高温度，此时，往往会产生弃风，一般而言，往往计算架空线路的最大传输功率时不会考虑电热耦合效应，这样会造成资源的浪费。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了考虑架空线电热耦合特性的风电场储能调控方法，提高风能的利用率。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了考虑架空线电热耦合特性的风电场储能调控方法，包括：

基于电热耦合及温度电阻的相关性建立架空线路的电热耦合模型；

基于该模型计算出线路达到最高允许温度时所能够传输的功率，记为风电场的最大出力；

实时计算风电场的实际出力，风电场的实际出力大于风电场的最大出力时，将超出的风能进行存储，小于该风电场的最大出力，将存储的风能释放并网。

进一步的技术方案，建立架空线路的电热耦合模型之前，基于功率传输理论建立了架空输电线路的电模型，以热平衡方程式为基础，建立架空线路的热物理模型，然后基于电热耦合理论，以温度电阻的相关性为桥梁，建立架空线路的电热耦合模型。