[发明专利]风-储混合电站运行策略及短期计划出力优化方法

摘要

本发明公开了一种风‑储混合电站运行策略及短期计划出力优化方法，风‑储混合电站运行策略分为两步：首先，根据分时上网电价预先制定电池储能系统在调度周期内的充、放电序列，一方面将部分风能从低电价时段平移至高电价时段实现套利，另一方面，通过事先规划的充、放电序列避免电池储能系统在充、放电状态之间频繁切换，延长储能使用寿命；接着，以实时风功率为依据，调节电池储能系统的充、放电功率大小，实现风‑储混合电站对计划出力的有效跟踪，尽可能满足并网要求，并进一步提升并网效益。风‑储混合电站短期计划出力设为短期风功率预测值与电池储能系统计划充、放电功率之和。本发明易实施，效果优异。

主权项

1.一种风‑储混合电站运行策略及短期计划出力优化方法，其特征是：风‑储混合电站短期计划出力的确定方法：风‑储混合电站短期计划出力为短期风功率预测值与电池储能系统计划充、放电功率之和，如下式所示：P_s,t＝P_wf,t+P_bs,t t＝1,2,3,…,m上式中，P_s,t为风‑储混合电站在时段t的计划出力；P_wf,t为时段t的风功率短期预测值；P_bs,t为电池储能系统在时段t的计划充、放电功率，取正值表示电池储能系统处于放电状态，负值表示电池储能系统处于充电状态；m为整个调度周期内调度时段的个数；风‑储混合电站的短期运行策略可分为两步：第1步，根据分时上网电价政策预先制定电池储能系统在调度周期内的充、放电序列，即电池储能系统在低电价时段充电、高电价时段放电；第2步，根据实时风功率调节电池储能系统充、放电功率的大小，实现对风‑储混合电站短期发电计划的跟踪，满足电网调度者提出的并网要求，并进一步提升并网效益；具体如下：首先，根据第1步给定的电池储能系统充、放电序列确定电池储能系统在时段t的充、放电状态，在此基础上计算该时段的最大可用充、放电功率；若电池储能系统在当前时段处于充电状态，则其最大可用充电功率P_bmc,t为：P_bmc,t＝‑min{P_r,chE_c,[(S_max‑S_t‑1)E_c]/[Tη_ch]}上式中，P_r,ch为单位容量电池储能系统的额定充电功率；E_c是电池储能系统容量；S_max为电池储能系统的最大允许荷电状态；S_t‑1为电池储能系统在时段t‑1的荷电状态；η_ch为电池储能系统的充电效率；T为调度时段长度；P_bmc,t为负值；若电池储能系统在当前时段处于放电状态，则其最大可用放电功率P_bmd,t为：P_bmd,t＝min{P_r,disE_c,[(S_t‑1‑S_min)E_cη_dis]/T}上式中，P_r,dis为单位容量电池储能系统的额定放电功率；S_min为电池储能系统的最小允许荷电状态；η_dis为电池储能系统的放电效率；P_bmd,t为正值；接着，以实时风功率P_w,t为基础，计算电池储能系统在时段t的实际充、放电功率P_b,t，风‑储混合电站在当前时段的“弃风”功率P_wcur,t与注入功率差额P_dev,t；若实时风功率P_w,t恰好等于其预测值P_wf,t，则电池储能系统在当前时段按计划充、放电功率运行，即：P_b,t＝P_bs,t若实时风功率P_w,t不等于其预测值P_wf,t，则电池储能系统的实际充、放电功率与其充、放电状态，最大可用充、放电功率及风‑储混合电站计划出力因素有关，具体如下：当电池储能系统在调度时段t处于充电状态，且实时风功率P_w,t小于其预测值P_wf,t时，电池储能系统应减少充电功率，确保风‑储混合电站按计划出力P_s,t向电网注入功率，此时，电池储能系统实时充电功率如下式所示：从上式可见，若实时风功率P_w,t大于或等于其预测值P_wf,t与电池储能系统计划充、放电功率P_bs,t之和，则电池储能系统的实际充电功率由计划充电功率P_bs,t下降为P_wf,t+P_bs,t‑P_w,t，以确保风‑储混合电站按计划出力发电；若实时风功率P_w,t进一步减小，即小于预测值P_wf,t与电池储能系统计划充、放电功率P_bs,t之和，则即使将电池储能系统充电功率下调为零，风‑储混合电站也无法按计划出力发电，此时，风‑储混合电站的注入功率差额P_dev,t为：P_dev,t＝P_wf,t+P_bs,t‑P_w,t当电池储能系统在调度时段t处于充电状态，且实时风功率P_w,t大于其预测值P_wf,t时，增大电池储能系统充电功率、吸收多余风功率，确保风‑储混合电站按计划出力P_s,t向电网注入功率，此时，电池储能系统实时充电功率如下式所示：从上式可见，若实时风功率P_w,t小于或等于其预测值P_wf,t与电池储能系统计划充、放电功率P_bs,t之和再减去电池储能系统的最大可用充电功率P_bmc,t，则电池储能系统的实际充电功率由计划充电功率P_bs,t上升为P_wf,t+P_bs,t‑P_w,t，以确保风‑储混合电站按计划出力发电；若实时风功率P_w,t进一步增大，即大于预测值P_wf,t与电池储能系统计划充、放电功率P_bs,t之和再减去电池储能系统的最大可用充电功率P_bmc,t，则即使将电池储能系统充电功率将上升至其最大可用充电功率，也必须部分“弃风”才能保证风‑储混合电站按计划出力发电，对应的“弃风”功率P_wcur,t为：P_wcur,t＝P_w,t‑P_wf,t+P_bmc,t‑P_bs,t当电池储能系统在调度时段t处于放电状态，且实时风功率P_w,t小于其预测值P_wf,t时，增大电池储能系统的放电功率，确保风‑储混合电站尽可能按计划出力P_s,t发电，此时，电池储能系统实时放电功率如下式所示：从上式可看出，若实时风功率P_w,t大于或等于其预测值P_wf,t与电池储能系统计划充、放电功率P_bs,t之和再减去电池储能系统的最大可用放电功率P_bmd,t，则电池储能系统的实际放电功率由计划放电功率P_bs,t上升为P_wf,t+P_bs,t‑P_w,t，以确保风‑储混合电站按计划出力发电；若实时风功率P_w,t进一步减小，即小于预测值P_wf,t与电池储能系统计划充、放电功率P_bs,t之和再减去电池储能系统的最大可用放电功率P_bmd,t，则即使将电池储能系统的放电功率将上升至其最大可用放电功率，风‑储混合电站仍不能按计划出力发电，对应的注入功率差额P_dev,t为：P_dev,t＝P_wf,t+P_bs,t‑P_w,t‑P_bmd,t当电池储能系统在调度时段t处于放电状态，且实时风功率P_w,t大于其预测值P_wf,t时，减少电池储能系统的放电功率，确保风‑储混合电站按计划出力P_s,t发电，此时，电池储能系统实时放电功率如下式所示：从上式可见，若实时风功率P_w,t小于或等于其预测值P_wf,t与电池储能系统计划充、放电功率P_bs,t之和，则电池储能系统的实际放电功率应由其计划放电功率P_bs,t减小为P_wf,t+P_bs,t‑P_w,t，以确保风‑储混合电站按计划出力P_s,t发电；若实时风功率P_w,t进一步增大，即大于预测值P_wf,t与电池储能系统计划充、放电功率P_bs,t之和，则即使将电池储能系统的放电功率下调至零，也必须部分“弃风”才能保证风‑储混合电站按计划出力发电，对应的“弃风”功率P_wcur,t为：P_wcur,t＝P_w,t‑P_wf,t‑P_bs,t。