[发明专利]风储联合系统运行控制方法及控制系统

说明书

本公开提出了风储联合系统运行控制方法及控制系统，包括:根据风储联合系统的功率调度指令、风电功率确定储能的充、放电状态；基于储能的充、放电状态，根据储能在该状态下剩余容量和是否达到功率限制，选取相对应的风储联合系统控制策略；基于控制策略实时调整风储联合系统机侧变流器、网侧变流器以及储能变流器的控制方式，以使直流母线的电压稳定和风电机组内部的能量平衡。根据储能剩余容量和充放电功率状态实时调整风‑储联合系统的运行方式，避免储能的过充和过放，延长其使用寿命。

技术领域

本公开属于运行控制技术领域，尤其涉及风储联合系统运行控制方法及控制系统。

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。

为了“30·60”双碳目标的顺利达成，我国将建设以新能源为主体的新型电力系统，包括风电在内的新能源装机容量和比例将大幅提高。在新型电力系统中，为了保障系统的稳定性，要求风电机组具备类似常规同步机组的频率支撑能力。风电机组进行频率响应和主动支撑的附加能量来源包括转子动能、限功率备用和附加储能。其中，通过配置附加储能，可以在满足频率支撑能量的同时，避免风电机组限电运行，具备更为良好的经济效益。

针对风电机组和储能的协同运行，现有技术多考虑通过集中式储能电站平滑风电出力。相比之下，通过在风电机组的直流侧增加储能，有望在提升风电机组主动支撑能力的同时，显著增强其可控裕度，具有良好的应用前景。而当储能直接接入风电机组的直流侧时，二者在控制对象和控制目标上具备更加紧密的耦合。储能具有灵活的调节能力和快速的响应能力，因此风电机组的直流侧电压具备良好的支撑作用。在利用储能维持直流电压时，也要充分发挥储能提供的功率跟踪和频率支撑能力。一方面，调整功率参考值则可能导致风-储联合系统输出功率振荡，功率参考值频繁变化不利于系统稳定运行；另一方面，如果风-储联合系统按给定的功率参考进行出力，当风电出力波动超出储能调节能力时，直流母线电压将出现较大偏移，系统将无法安全正常运行。

发明人在研究中发现，由于风电的不稳定性，引起风电功率波动继而导致储能和变流器非正常运行，使得储能的过充和过放，最终将影响电网的稳定性。因此，有必要开展风储联合系统运行研究并提出相关控制方法。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了风储联合系统运行控制方法，能保证直流母线的电压稳定和风电机组内部的能量平衡。

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，公开了风储联合系统运行控制方法，包括:

储能变流器负责维持风电机组的直流电压稳定，机侧变流器负责控制风电输出功率，网侧变流器负责控制风储联合系统总体输出功率；

根据风储联合系统的功率调度指令、风电功率确定储能的充、放电状态；

基于储能的充、放电状态，根据储能在该状态下剩余容量和是否达到功率限制，选取相对应的风储联合系统控制策略；

基于控制策略实时调整风储联合系统机侧变流器、网侧变流器以及储能变流器的控制方式，以使直流母线的电压稳定和风电机组内部的能量平衡。

进一步的技术方案，风储联合系统的功率调度指令大于风电功率时，储能将处于放电状态；反之，储能将处于充电状态。

进一步的技术方案，控制策略需要满足：

当储能剩余容量高于储能单元所允许的最大剩余容量时，正常放电，但应限制其充电功率以防止储能过充；

当储能剩余容量低于储能单元所允许的最小剩余容量时，正常充电，但应限制其放电功率，并及时恢复储能剩余容量；