[发明专利]计及功率预测误差的风电场有功出力优化控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种计及功率预测误差的风电场有功出力优化控制方法及装置，属于风电场运行与控制领域，包括：基于当前时刻风电场常规机组出力、储能型机组出力及其储能荷电状态，综合考虑风电预测误差与风电场波动平抑，建立未来一段时间内的储能型机组功率控制优化模型；求解该优化问题，获得未来一段时间的储能型机组中的储能装置充放电功率指令序列，并将第一个指令作用于储能型机组；滚动至下一时刻并重复上述步骤，不断求解该优化问题并将控制指令应用于储能型机组。本发明减小了分布式储能混合型风电场的风电预测的不确定性与风电场的功率波动，大大提高了风资源利用效率。

技术领域

本发明属于风电场运行与控制技术领域，更具体地，涉及一种计及功率预测误差的风电场有功出力优化控制方法及装置。

背景技术

减少化石能源发电比例是电力系统亟需解决的一项难题，风电作为一种丰富、清洁、分布广泛的可再生能源，可以替代传统化石能源。然而，由于风电功率具有波动性与不确定性，导致其并入电网不但会降低电网的消纳能力，还会对电网的安全稳定运行造成影响。为减少调度侧压力，提升电网新能源消纳能力，如何提高风电场功率预测的准确性与平抑风电场并网功率波动是目前电网运行与控制中亟需解决的难题。

现有预测方法难以精确刻画风电功率与气象数据间的映射关系，其预测结果会不可避免的存在误差。为减少风电功率预测误差，可以控制风电场配备的储能系统对预测误差进行补偿，抵消风电出力不确定性带来的负面影响；此外，还可以利用储能装置吸收超出并网运行允许的波动范围的功率，以减少风电场功率的波动性。但现有储能控制策略，大多只针对预测误差补偿或者波动平抑中的一个目标进行控制，未能同时考虑这两个目标；另外，现有技术只针对配备集中式储能的风电场，或者为全部由分布式储能型风电机组组成的风电场进行功率控制，缺乏一种针对由储能型机组与常规机组组成的混合型风电场的出力控制方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种基于储能型风电机组和传统风电机组分布式储能的混合型风电场的有功出力优化控制方法及装置，以解决部分机组为储能型风电机组的风电场难以对分布式储能进行协调控制的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种计及功率预测误差的风电场有功出力优化控制方法，包括：

基于当前时刻风电场常规机组出力、储能型机组出力与各自的储能荷电状态，综合考虑风电预测误差与风电场波动平抑，建立未来一段时间内的储能型机组功率控制优化模型；

求解储能型机组功率控制优化模型，获得未来一段时间的储能型机组中的储能装置充放电功率指令序列，并将第一个指令指示的功率作用于储能型机组，控制储能型机组中的储能装置在当前时刻以第一个指令指示的功率吸收或释放风电功率；

滚动至下一时刻，不断求解储能型机组功率控制优化模型并将控制指令应用于储能型机组。

在一些可选的实施方案中，所述建立未来一段时间内的储能型机组功率控制优化模型，包括：

自 k时刻到未来 k+ T时刻内，由第 m台储能型机组配备的储能装置充放电功率与第 m台储能型机组的原始风电输出功率建立储能型机组功率平衡方程；

基于当前时刻 k的第 m台储能型机组SOC、充放电功率、储能型机组控制周期与容量建立储能型机组SOC变化方程；

由储能型机组功率平衡方程与常规机组功率相加得到风电场母线处的并网总功率；