应对风电大范围切机的自动储能控制方法

摘要

本发明公开了一种应对风电大范围切机的自动储能控制方法。该发明包括的步骤如下：首先从地区电网调度中心的SCADA系统及预测系统获得当前时段各个负荷需求功率值、各个风电场风功率值及各个光伏电站输出功率值的实测值及之前对该时段的超短期预测值等数据，进而求取电网负荷、风电功率及光伏电站输出功率值的实测值与超短期预测时电网负荷、风电功率及光伏电站输出功率值的预测值之间的偏差。该发明在监测到电网或风电场故障而造成风力发电机组大范围异常切机的情况下，能够自动调度储能充换电站的充放电设备，对有功功率缺额进行平衡，加速频率恢复，改善系统频率稳定性，为电网故障频率恢复提供支持。发展前景很大。

主权项

1.一种应对风电大范围切机的自动储能控制方法，包括以下步骤：（1）、从地区电网调度中心的SCADA系统获取所需的数据；（2）、把地区电网调度中心的SCADA系统获取的数据和电网调度中心的预测系统的预测值进行比较算出功率偏差；（3）、根据地区电网调度中心的SCADA系统获取的数据及上述功率偏差求取中求得的参数，利用混合整数规划方法求解，得出修正的电动汽车换电站充放电功率值；（4）、根据上述修正的电动汽车换电站充放电功率值，下发到电动汽车换电站执行充放电计划；所述步骤(1)的从地区电网调度中心的SCADA系统获取所需的数据是指从地区电网调度中心的SCADA系统获得当前时段的各个负荷需求功率值、各个风电场风功率值及各个光伏电站输出功率值的实测值；从地区电网调度中心的预测系统获得之前对该时段进行超短期预测时得到的各个负荷需求功率值、各个风电场风功率值及各个光伏电站输出功率值的预测值；获得各个电动汽车充电站在该时段的最大允许充电功率值及最大允许放电功率值、电动汽车能量需求、换电站允许的最大、最小库存电量及该时段初始时刻换电站储存电量的实测值；所述步骤（3）的求解是指：目标函数$\min {(\mathrm{\Delta P}+(\underset{e=1}{\overset{E}{\Sigma }}{P}_{\mathrm{ev},t,e}\left(o\right)-\underset{e=1}{\overset{E}{\Sigma }}{P}_{d,t,e}\left(o\right))-(\underset{e=1}{\overset{E}{\Sigma }}{P}_{d,t,e}\left(c\right)-\underset{e=1}{\overset{E}{\Sigma }}{P}_{d,t,e}\left(c\right)))}^2---\left(2\right)$ΔP为超短期预测时电网负荷、风电功率及光伏电站输出功率值的预测值与电网负荷、风电功率及光伏电站输出功率值的实测值之间的偏差；E为地区电网的电动汽车换电站数目；之前调度计划中设定的电动汽车换电站e在该时段的计划充电功率和放电功率为P_ev,t,e(o)及P_d,t,e(o)，为已知量；电动汽车换电站e在该时段修正的充电和放电功率值为P_ev,t,e(c)及P_d,t,e(c)；约束条件$0\le P_{\mathrm{ev},t,e}\left(c\right)\le X_{1,e}·P_{\mathrm{ev},t,e}^{\max }\left(c\right)---\left(3\right)$$0\le P_{d,t,e}\left(c\right)\le X_{2,e}·P_{d,t,e}^{\max }\left(c\right)---\left(4\right)$P_ev,t,e(c)·X_3,e＝0  （5）^P_d,t,e(c)·X_3,e＝0  （6）X_1,e+X_2,e+X_3,e＝1  （7）$S_{t,\mathrm{ev}}\left(c\right)=S_{t-1,\mathrm{ev}}\left(c\right)+{\eta }_{\mathrm{cha},\mathrm{ev}}·P_{\mathrm{ev},t,e}\left(c\right)·\mathrm{\Delta t}-\frac{\mathrm{\Delta t}}{{\eta }_{\mathrm{dch},\mathrm{ev}}}·P_{d,t,e}\left(c\right)-P_{\mathrm{ev},t,d}\left(c\right)·\mathrm{\Delta t}---\left(8\right)$$S_e^{\min }\left(c\right)\le S_{t,\mathrm{ev}}\left(c\right)\le S_e^{\max }\left(c\right)---\left(9\right)$将电动汽车换电站e的运行状态分为电网向电动汽车电池充电、将电动汽车电池中存储电量向电网放电以及空闲三种状态；X_1,e＝1时表示电动汽车换电站e从电网获得电能，X_1,e＝0时表示电动汽车换电站e没有从电网获得电能；X_2,e＝1时表示电动汽车换电站e向电网放电，X_2,e＝0时表示电动汽车换电站e没有向电网放电；X_3,e＝1时表示电动汽车换电站e与电网之间没有能量交换，即空闲状态，X_3,e＝0时表示电动汽车换电站e与电网之间存在能量交换，即处于非空闲状态；分别为电动汽车换电站e在该时段的最大允许充电功率及放电功率；η_cha,ev、η_dch,ev分别为电动汽车换电站e的电池充电效率及放电效率；S_t-1,ev(c)为该时段初始时刻换电站e储存电量的实测值；S_t,ev(c)为该时段末时刻换电站e的储存电量；为电动汽车换电站e在该时段允许的最大、最小库存电量；Δt为该时段的持续时间；P_ev,t,d(c)·Δt为电动汽车换电站e在该时段的电动汽车能源供给需求电量。