[发明专利]一种飞轮储能阵列协调控制方法和系统

说明书

本发明公开了一种飞轮储能阵列协调控制方法和系统，该方法包括：确定风电场功率波动时，飞轮储能阵列应输出的功率；建立飞轮储能阵列的一致性指标；确定飞轮储能阵列中各飞轮单体的运行约束条件和飞轮储能阵列的功率平衡约束条件；基于一致性指标和各飞轮单体的运行约束条件和功率平衡约束条件进行一致性算法迭代运算，直至各飞轮单体的一致性指标达到一致时，根据迭代后达到一致的一致性指标确定各飞轮单体的出力值，以实现飞轮储能阵列的协调控制。本发明不仅能够实现飞轮储能阵列协调控制，还能提高飞轮储能阵列协调控制可靠性和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及储能阵列运行控制技术领域，尤其涉及一种飞轮储能阵列协调控制方法和系统。

背景技术

新能源出力具有随机性和波动性的特点，为提高电网的供电可靠性，配置储能是一种有效手段，大容量储能装置的应用对电网的安全稳定运行具有重要作用。相较于传统化学储能，飞轮储能具有无污染、功率密度高、使用寿命长、循环次数高等优点。但受材料、技术的限制，飞轮储能单体的容量较小，通常采用多个飞轮单体并联组成飞轮储能阵列系统，扩大飞轮储能系统的容量。同时，飞轮储能阵列需要通过合理的功率分配策略对阵列中各个单体的输出功率进行分配，从而提高系统性能。

飞轮储能阵列协调控制方法是飞轮储能阵列并网运行的关键，是飞轮储能阵列参与电网功率及频率调节的前提。传统集中式控制方式需要能够访问整个阵列系统状态的中央控制器，获取阵列中各个飞轮储能单体的数量和运行状态。一旦通讯线路断开，将影响整个飞轮储能阵列的求解结果，所以传统的集中式控制策略可靠性和鲁棒性较差。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提供一种飞轮储能阵列协调控制方法，该方法不仅能够实现飞轮储能阵列协调控制，还能提高飞轮储能阵列协调控制可靠性和鲁棒性。

本发明的第二个目的在于提供一种飞轮储能阵列协调控制系统。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种飞轮储能阵列协调控制方法，包括：

步骤S1：确定风电场功率波动时，飞轮储能阵列应输出的功率；

步骤S2：建立所述飞轮储能阵列的一致性指标；

步骤S3：确定所述飞轮储能阵列中各飞轮单体的运行约束条件，并根据所述飞轮储能阵列应输出的功率确定所述飞轮储能阵列的功率平衡约束条件；

步骤S4：基于所述一致性指标和各飞轮单体的所述运行约束条件和所述功率平衡约束条件进行一致性算法迭代运算，直至各飞轮单体的所述一致性指标达到一致时，根据迭代后达到一致的所述一致性指标确定各飞轮单体的出力值，以实现所述飞轮储能阵列的协调控制。

可选的，所述步骤S1中，所述飞轮储能阵列应输出的功率为风电场参考功率和实际输出功率的差值。

可选的，所述一致性指标为比例因子，所述比例因子为各飞轮单体的充放电量与各自的充放电裕量的比值。

可选的，所述运行约束条件包括各飞轮单体的充放电功率约束条件和荷电状态约束条件，所述充放电功率约束条件为各飞轮单体的充放电功率满足充放电功率上下限，所述荷电状态约束条件为各飞轮单体的荷电状态满足荷电状态上下限。

可选的，所述功率平衡约束条件为风电场的波动功率与所述飞轮储能阵列需要调节的总功率相平衡。

可选的，在所述步骤S4之前，还包括：

确定所述飞轮储能阵列中各飞轮单体之间的通讯关系，以便根据所述通讯关系建立飞轮单体间的邻接矩阵，其中，多个飞轮单体中的第一个飞轮单体与电网交流母线连接，以使所述飞轮储能阵列通过第一个飞轮单体获取风电场波动功率信息。