[发明专利]一种考虑风电预测和液态空气储能的风储系统多目标优化运行方法

说明书

本发明提供了一种考虑风电预测和液态空气储能的风储系统多目标优化运行方法，包括：获取含液态空气储能的风储系统结构和风电场风电数据，并且对未来风电进行预测；建立以最小化并网功率波动、液态空气储能系统出力最小和液态空气储能的储量状态最佳为目标的优化模型；约束条件考虑液态空气储能系统储能功率与释能功率上限和液态空气储能系统的储能容量上限，本发明用储液罐容量来表示储能容量；使用MATLAB软件对建立的优化模型进行编程求解。本发明通过多目标优化运行方法来对风储系统进行管理，有效调整液态空气储能系统工作状态。

技术领域：

本发明涉及一种风电储能系统，尤其是涉及一种风电抑波的液态空气储能系统优化运行方法。

背景技术：

由于当今环境日益得到政府和机构的重视，可再生能源的开发利用成为专家和学者的关注热点，发展可再生能源甚至已经成为世界各国的战略性选择。风能作为具有代表性的可再生能源之一，风能由于分布范围广、无污染、能量大而具有非常大的发展前景，但是由于风电具有间歇性等特性，会对电网造成电压波动和谐波污染等负面影响，储能是解决大规模风电并网问题的重要方式。随着装机容量不断增加，大规模储能技术对于电能质量的改善以及系统稳定性的提高具有强大的功效和无法忽视的作用。目前可行的大规模储能技术包括抽水蓄能、蓄电池以及压缩空气储能等，储能技术经过多年发展，已经实现了商业化。

液态空气储能技术是一种新型大规模储能技术，系统流程较为简单，系统所需的设备可以直接采用现有技术成熟的设备，以随处可见并且容易获取的空气为储能介质，经过压缩、冷却并且液化后的空气能量密度高，与此同时，液态空气储能系统中储能过程与释能过程相对独立，可以根据需求进行灵活调整，并且该系统具有维护简单、储能效率高、存储容量大、对地理条件要求不苛刻和运行寿命长等特点，因此液态空气储能系统在具有间歇性的可再生能源和分布式能源等相关领域拥有的应用前景值得期待，可以为风能高效安全利用提供新的解决方案。

目前针对风储系统的优化运行策略，虽然可以有效缓解风电波动剧烈的问题，但是储能系统可能有储能状态过高或者过低从而出现死区现象的问题，会严重影响储能系统平抑风电波动的性能，本发明提供了一种根据液态空气储能系统的储能状态调整约束条件的方法，可以有效防止储能系统的过充过放。

发明内容：

本发明为了解决上述问题而提出了一种通过对液态空气储能系统的出力进行功率规划的控制策略来平抑风电功率波动，根据液态空气储能系统的储能状态，通过模糊控制器对液态空气储能系统的充放电功率进行调整，使并网功率波动达到风电并网规范要求。

本发明可通过下述技术方案实现：

一种考虑储能状态分布的风电-液态空气储能联合系统优化运行方法，包括以下步骤：

S1、利用风电预测系统对未来风电进行预测

S2、确定包含液态空气储能系统、风机以及能量管理系统的风储联合系统模型。

所述模型中，风储系统通过联络线和电网相连，并且以此传递能量。读取当前风电功率P_w(T)、当前储能系统的储能状态SOC(T)、上一周期的并网功率P_g(T-1)以及下一周期的风电预测值P_w(T+1)

本周期并网功率P_g(T)可以通过本周期风电功率P_w(T)和本周期液态空气储能系统充放电功率 P_LAES(T)计算得出，即：

P_g(T)＝P_w(T)-P_LAES(T)

液态空气储能系统储能(充电)过程主要通过风机和压缩机进行，风机将风能转化为电能，风机产生的电能带动压缩机运行，压缩机将空气压缩进入液态空气储能系统，压缩机的功率可以记作P_c；