欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2017100521375
申请人: 东北电力大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种利用储能正外部性削减多风电场弃风的风-储系统协调控制策略,其特征是,它包括以下内容:

1)多风电场联合外送环境下风电场输电功率限额的分配原则

风电场1、2、……、n构成了一座风电场群,风电场群中的风电场k(k=1、2、……、n)是唯一装有储能的风电场;风电场群通过一条外送输电通道向电网送出风电功率和能量,各风电场的输电功率限额之和等于总线路输电功率限额∑Plim由式(1)求得:∑Plim=Plim1+Plim2+…+Plim n   (1)

在t时刻,若总线路输电功率限额∑Plim高于风电场群功率输出瞬时值∑P(t),则风电功率将不会受到限制,风电总输出功率将等于风电场群功率输出瞬时值∑P(t);

在t时刻,若总线路输电功率限额∑Plim低于风电场群功率输出瞬时值∑P(t),则会产生弃风;为了合理地安排风电场群的每座风电场的弃风功率,风电场群的每座风电场获得的输电功率限额Plim1、……、Plim n将根据各座风电场的装机容量大小来进行分配,分配原则如式(2):其中,i=1…n;PGi为第i座风电场的装机容量,∑PGi则代表整个风电场群的装机容量;

Plim i代表第i座风电场的输电功率限额,∑Plim则代表总线路输电功率限额;

经过输电功率限额的分配,如果风电场i的功率输出瞬时值Pi(t)低于风电场i的输电功率限额Plim i,则风电场i的输出功率将等于Pi(t);如果风电场i的功率输出瞬时值Pi(t)高于风电场i的输电功率限额Plim i,则风电场i的输出功率等于Plim i;

按式(2)分配原则输电功率限额得到了一定程度上的公平分配,按照对应风电场的装机容量确定输电功率限额不会使某个风电场的输电功率限额过于严苛或过于宽松,相当于对输电功率限额按照装机容量进行了加权平均;另外,由于装机容量是事先已知的,故这样的分配相对来讲更为容易实现;

2)储能系统的外部性

所谓储能系统的外部性是指,储能可以对风电场群中其他未配置储能的风电场的输出功率、输出电能量、输出功率波动特性等多种参数产生间接影响的储能特性;而储能的正外部性即是指,储能可以对风电场群中其他未配置储能的风电场的输出功率、输出电能量、输出功率波动特性等多种参数产生有益的间接影响的储能特性,如果风电场群输出功率受到了限制,而且配置了储能的风电场又在完成了本地弃风削减任务的基础上存在剩余功率或容量,那么储能就有可能发挥外部性,储能外部性的实现是通过降低本地风电场的输出功率来间接提高其他风电场的输电功率限额,从而使其他风电场能够提高发电功率,实现风电发电电量的增加;

储能在充电的过程中不仅要检测本地风电场的弃风功率,还要同时检测临近的其他风电场弃风功率大小;也就是说,在受到额定充放电功率约束的同时,储能要根据区域内多个风电场的弃风情况来确定具体的充放电功率;

因此,根据这样的原则,t时刻的储能功率PESS(t)分为两个部分:t时刻用于减少本地风电场弃风的储能功率 和t时刻用于发挥储能外部性的储能功率 和满足式(3)关系:

t时刻用于减少本地风电场弃风的储能功率 和t时刻用于发挥储能外部性的储能功率 的具体大小将根据各个风电场的弃风情况以及具体的控制策略而确定;

作为t时刻的储能功率PESS(t)的组成部分,吸收了本地风电场输出功率的一部分,但这部分功率不属于弃风功率, 减小了t时刻本地风电场的外送功率,因而使t时刻下其他风电场的输电功率限额提高了 关系满足式(4):其中,ΔPlim i是风电场i输电功率限额的增加量;

换言之,根据储能的外部性原则,储能系统可以通过控制储能充电功率来间接改变其他风电场的输电功率限额,从而改变其他风电场的外送功率,实现储能干预其他风电场的功率输出;

3)利用储能正外部性削减多风电场弃风的风-储系统协调控制策略分析

在利用储能正外部性削减多风电场弃风的风-储系统协调控制策略下储能的充放电策略为式(5):其中PESS(t)为t时刻的储能功率,PESS(t)为正表示储能系统充电,PESS(t)为负表示储能系统放电;Prate表示储能系统的额定功率;∑P(t)为t时刻风电场群的总发电功率;∑Plim为总线路输电功率限额;WESS(t)为t时刻储能系统中的电能量;Wrate为储能的额定容量;

式(5)表明在受到额定功率限制的前提下,储能的功率大小取决于风电场群的总体输出;当多个风电场存在弃风的时候,储能功率将超过本风场的弃风功率,从而对其他风电场体现外部性;

t时刻风电场群的总发电功率∑P(t)在数值上等于t时刻各个风电场发电功率之和,如式(6):式(6)中的Pi(t)表示第i座风电场的发电功率,i=1、2、……、n;

t时刻储能系统中的电能量WESS(t)表示为式(7):

配置储能的风电场k的t时刻的弃风功率Pcur k(t)表示为式(8):同理,风电场群t时刻的弃风功率P∑cur(t)表示为式(9):

储能充电的过程中t时刻用于减少本地风电场弃风的储能功率 表示为式(10):t时刻用于发挥储能外部性的储能功率 表示为式(11):

相应的,到t时刻为止储能用于外部性的累计容量 为式(12):

根据储能的外部性原则,由于储能存储了超过本地弃风功率的风电功率,本地风电场的外送功率便降低到了输电功率限额以下,其他未配置储能的风电场的输电功率限额因此而能够得到提高,在储能外部性的作用下这些未配置储能的风电场具备了增加功率输出的能力;t时刻风电场i对应增加的风电功率值为ΔPi(t),其具体取值可以由调度人员安排确定;全部n-1个未配置储能的风电场发电功率增加量总和为 其值等于风电场群增加的总功率输出,表示为式(13):和 是不相等的,由于风电场之间的汇聚效应使得一部分风电功率互补抵

消,在各个时刻t上满足

无储能风电场的总功率输出增加以后表示为(14):

到t时刻为止,无储能风电场增加的总发电量表示为式(15):