风光储暂态有功协调方法及装置与流程

专利2026-01-21  12


本发明涉及新能源电力系统控制,尤其涉及一种风光储暂态有功协调方法、一种风光储暂态有功协调装置、一种电子设备及一种存储介质。


背景技术:

1、在高比例风电接入的电力系统中,风电机组和光伏机组在调频和低电压穿越等方面存在能力无法满足系统需求的问题。储能具备响应速度快、配置方便灵活等特点。在此背景下,使风电机组、光伏机组与储能相结合,提升调频和低电压穿越能力,使之满足高比例风光接入电力系统的需求,是未来电力系统演化和发展的重要趋势之一。

2、然而,如何设计储能与风电机组及光伏机组协调配合的控制策略是需要重点探索和研究的问题。针对这个问题,当前主要采用的一种方式是直流配电网风储协调惯量控制方法。该方法从直流配电网的角度出发,旨在通过风电机组转子动能与储能的协调,为直流配电网系统提供惯性支撑,改善风电机组采用类虚拟同步机控制所造成的电压超调问题,降低储能容量需求。

3、然而,当前所采用的方法存在无法进行有功调节的缺点。具体而言,这种方式主要针对传统直流系统电压控制层面,并未对有功或者频率层面进行控制,从而无法进行有功调节。同时,该方法无法提高储能及风机在特高压直流(指±800kv(或±750kv)及以上电压等级的直流输电及相关技术)系统频率稳定性的出力程度。


技术实现思路

1、本发明提供了一种风光储暂态有功协调方法、一种风光储暂态有功协调装置、一种电子设备及一种存储介质,用于解决或部分解决现有相关技术未对有功或者频率层面进行控制,无法进行有功调节,同时无法提高储能及风机在特高压直流系统频率稳定性的出力程度的技术问题。

2、本发明提供了一种风光储暂态有功协调方法,应用于同时接入了储能、风电以及光伏的电力系统,所述方法包括:

3、获取所述电力系统的负荷功率、光伏实时最大发电功率以及风电实时最大发电功率;

4、根据所述负荷功率、所述光伏实时最大发电功率以及所述风电实时最大发电功率,计算净负荷;

5、若所述净负荷为正,则结合储能工作状态判断情况以及负荷切除策略,对所述电力系统进行暂态有功协调;

6、若所述净负荷为负,则结合储能工作状态判断情况以及风光限制出力策略,对所述电力系统进行暂态有功协调。

7、可选地,所述储能工作状态为第一储能工作状态,或,第二储能工作状态,或,第三储能工作状态;所述第一储能工作状态表示储能的当前荷电状态为0≤soc<0.2,所述第二储能工作状态表示储能的当前荷电状态为0.2≤soc≤0.8,所述第三储能工作状态表示储能的当前荷电状态为0.8<soc≤1。

8、可选地,所述若所述净负荷为正,则结合储能工作状态判断情况以及负荷切除策略,对所述电力系统进行暂态有功协调,包括:

9、当所述净负荷为正时,基于所述储能的当前荷电状态,判断储能工作状态;

10、当所述储能工作状态为第一储能工作状态时,结合所述净负荷、储能限功率系数以及储能最大输出功率,控制调节所述储能的储能输出功率;

11、当所述储能工作状态为第二储能工作状态,或,第三储能工作状态时,结合所述净负荷以及储能最大输出功率,控制调节所述储能的储能输出功率;

12、当所述储能输出功率小于所述净负荷时,基于所述净负荷与所述储能最大输出功率进行做差,并根据得出的功率差值对所述电力系统进行负荷切除。

13、可选地,当所述净负荷为正且所述储能工作状态为第一储能工作状态时,储能输出功率的控制调节公式如下所示:

14、

15、当所述净负荷为正,且所述储能工作状态为第二储能工作状态或第三储能工作状态时,储能输出功率的控制调节公式如下所示:

16、

17、其中,表示储能输出功率;表示最小值求解;表示净负荷;表示储能最大输出功率;表示储能限功率系数。

18、可选地,所述若所述净负荷为负,则结合储能工作状态判断情况以及风光限制出力策略,对所述电力系统进行暂态有功协调,包括:

19、当所述净负荷为负时,基于所述储能的当前荷电状态,判断储能工作状态;

20、当所述储能工作状态为第三储能工作状态时,控制调节所述储能的储能输出功率为零,并通过风光限制出力,平均分摊所述净负荷,以控制所述净负荷为零;

21、当所述储能工作状态为第二储能工作状态时,控制所述储能的储能输出功率保持不变,并按照风电与光伏的功率比进行风光限制出力;

22、当所述储能工作状态为第一储能工作状态时,结合所述净负荷的负数、储能限功率系数以及储能最大输出功率,控制调节所述储能的储能输出功率。

23、可选地,当所述净负荷为负且所述储能工作状态为第一储能工作状态时,所述方法还包括:

24、在结合所述净负荷的负数、储能限功率系数以及储能最大输出功率,控制调节所述储能的储能输出功率之后,判断调节后储能输出功率是否仍小于所述净负荷;

25、若是,则通过风光限制出力,以进行有功功率平衡。

26、可选地,当所述储能工作状态为第一储能工作状态,或,第二储能工作状态时,所述风电与光伏运行在最大功率追踪模式下。

27、本发明还提供了一种风光储暂态有功协调装置,应用于同时接入了储能、风电以及光伏的电力系统,所述装置包括:

28、功率获取模块,用于获取所述电力系统的负荷功率、光伏实时最大发电功率以及风电实时最大发电功率;

29、净负荷计算模块,用于根据所述负荷功率、所述光伏实时最大发电功率以及所述风电实时最大发电功率,计算净负荷;

30、第一暂态有功协调模块,用于当所述净负荷为正时,结合储能工作状态判断情况以及负荷切除策略,对所述电力系统进行暂态有功协调;

31、第二暂态有功协调模块,用于当所述净负荷为负时,结合储能工作状态判断情况以及风光限制出力策略,对所述电力系统进行暂态有功协调。

32、本发明还提供了一种电子设备,所述设备包括处理器以及存储器:

33、所述存储器用于存储程序代码,并将所述程序代码传输给所述处理器;

34、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上任一项所述的风光储暂态有功协调方法。

35、本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质用于存储程序代码,所述程序代码用于执行如上任一项所述的风光储暂态有功协调方法。

36、从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:

37、提出了一种基于储能工作状态的风光储暂态有功协调方法。首先获取电力系统的负荷功率、光伏实时最大发电功率以及风电实时最大发电功率,以进一步计算净负荷;若净负荷为正,则结合储能工作状态判断情况以及负荷切除策略,对电力系统进行暂态有功协调;若净负荷为负,则结合储能工作状态判断情况以及风光限制出力策略,对电力系统进行暂态有功协调。从而结合净负荷情况以及储能工作状态,通过引入逻辑判断优化阶段出力,针对不同情况采用不同的有功协调策略,不仅可以实现对系统的有效暂态有功调节,且可以提高储能及风机在特高压直流系统频率稳定性的出力程度。


技术特征:

1.一种风光储暂态有功协调方法,其特征在于,应用于同时接入了储能、风电以及光伏的电力系统,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的风光储暂态有功协调方法,其特征在于,所述储能工作状态为第一储能工作状态,或,第二储能工作状态,或,第三储能工作状态;所述第一储能工作状态表示储能的当前荷电状态为0≤soc<0.2,所述第二储能工作状态表示储能的当前荷电状态为0.2≤soc≤0.8,所述第三储能工作状态表示储能的当前荷电状态为0.8<soc≤1。

3.根据权利要求2所述的风光储暂态有功协调方法,其特征在于,所述若所述净负荷为正,则结合储能工作状态判断情况以及负荷切除策略,对所述电力系统进行暂态有功协调,包括:

4.根据权利要求3所述的风光储暂态有功协调方法,其特征在于,当所述净负荷为正且所述储能工作状态为第一储能工作状态时,储能输出功率的控制调节公式如下所示:

5.根据权利要求2所述的风光储暂态有功协调方法,其特征在于,所述若所述净负荷为负,则结合储能工作状态判断情况以及风光限制出力策略,对所述电力系统进行暂态有功协调,包括:

6.根据权利要求5所述的风光储暂态有功协调方法,其特征在于,当所述净负荷为负且所述储能工作状态为第一储能工作状态时,所述方法还包括:

7.根据权利要求3至6任一项所述的风光储暂态有功协调方法,其特征在于,当所述储能工作状态为第一储能工作状态,或,第二储能工作状态时,所述风电与光伏运行在最大功率追踪模式下。

8.一种风光储暂态有功协调装置,其特征在于,应用于同时接入了储能、风电以及光伏的电力系统,所述装置包括:

9.一种电子设备,其特征在于,所述设备包括处理器以及存储器:

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质用于存储程序代码,所述程序代码用于执行权利要求1-7任一项所述的风光储暂态有功协调方法。


技术总结
本发明公开了一种风光储暂态有功协调方法及装置,用于解决现有技术未对有功或者频率层面进行控制,无法进行有功调节,同时无法提高储能及风机在特高压直流系统频率稳定性的出力程度的问题。所述方法包括:获取电力系统的负荷功率、光伏实时最大发电功率以及风电实时最大发电功率,以进一步计算净负荷;若净负荷为正,则结合储能工作状态判断情况以及负荷切除策略,对电力系统进行暂态有功协调;若净负荷为负,则结合储能工作状态判断情况以及风光限制出力策略,对电力系统进行暂态有功协调。从而结合净负荷情况以及储能工作状态,不仅可以实现对系统的有效暂态有功调节,且可以提高储能及风机在特高压直流系统频率稳定性的出力程度。

技术研发人员:刘春晓,杨欢欢,张建新,王巍,肖亮,罗超
受保护的技术使用者:中国南方电网有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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