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专利号: 2017105376486
申请人: 中国矿业大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于抽蓄电站联合风光互补系统的控制方法,其中,抽蓄电站联合风光互补系统,包括风力机、光伏阵列、水泵、水轮机、逆变器和控制器;

其中,风力机,用于将风能转换成电能;

光伏阵列,用于将太阳能转换成电能;

水泵,用于将下水库的水抽至上水库,将电能转换成水能存储起来;

水轮机,用于将上水库的水放至下水库带动发电机转动产生电能;

逆变器,将光伏阵列输出的直流电逆变为交流电;

控制器,调整风光互补系统输出端工作状态;

其特征在于:所述控制方法具体包含如下步骤:步骤1,采集并录入抽蓄电站联合风光互补系统所处地点的风速、光照负荷、地下抽水蓄能电站上水库量和用户用电数据;

步骤2,确定抽蓄电站联合风光互补系统的调度策略,具体如下:抽蓄电站联合风光互补系统在任意时刻都满足下式:PM(t)=Ppv(t)+Pwg(t)+Pps(t)-Psl(t)式中:Pwg(t)、Ppv(t)分别为互补系统t时段风电出力和光伏出力;Pps(t)为抽水蓄能出力,Psl(t)为负荷功率;PM(t)为互补系统与电网双向交换功率,其中互补发电系统向电网输电为正,电网向互补发电系统输电为负;

当抽水蓄能电站处于抽水工作状态时:若互补系统的剩余功率大于抽水蓄能电站的抽水功率上限 则此时抽蓄电站联合风光互补系统向电网供电,且向电网传输的功率为:若互补系统的剩余功率小于抽水蓄能电站的抽水功率上限 则此时抽蓄电站联合风光互补系统与电网没有功率传输;

当抽水蓄能电站处于发电工作状态时:若此时互补系统所需的功率差额小于抽水蓄能电站的发电功率下限 则此时电网向风、光、抽水蓄能发电系统供电,且从电网传输来的功率为:若此时互补系统所需的功率差额大于抽水蓄能电站的发电功率下限 则此时风、光、抽水蓄能发电系统与电网没有功率传输;

步骤3,建立抽蓄电站联合风光互补系统的运行优化模型;

步骤4,采用改进模拟退火算法求解抽蓄电站联合风光互补系统的运行优化模型;

在步骤3中,所述抽蓄电站联合风光互补系统的运行优化模型包括优化目标函数和优化约束条件;

所述优化目标函数具体包括:

以风光互补系统的出力波动最小为目标函数:式中:minξ,Phb(ti)、Phb(ti-1)分别是抽蓄电站联合风光互补系统在第ti时刻和ti-1时刻的出力值;

以抽蓄电站联合风光互补系统的总出力波动最小为目标函数:其中,Ptotal(t)=Pwg(t)+Ppv(t)+Pps(t)式中:Ptotal(t)、Ppj是抽蓄电站联合风光互补系统在第t时段的总出力和总出力的平均值;

跟踪负荷调度曲线:

式中:Psl(t)是负载调度曲线总电量;

所述优化约束条件包括:

风电出力约束:

式中: 分别为风力机输出功率最小值和最大值;

光伏出力约束:

式中: 分别为光伏阵列输出功率最小值和最大值;

水库库容约束:

式中:Wps(t)为第t时段抽蓄上水库容量;Ppu(t)为第t时段抽水蓄能站的抽水额定出力;

Pge(t)为第t时段抽水蓄能站的发电额定出力,δ1和δ2分别表示抽水效率和发电效率;

为水库的最大库容量;

抽水、发电功率约束:

式中: 为抽水状态时出力最小值和最大值; 为发电状态时出力最小值和最大值;S1,t、S2,t分别为抽水蓄能站抽水和发电运行时的状态参数变量;

电网传输约束:

式中, 分别为电网交互传输功率的最小值和最大值;

风光互补性约束:

式中:Nwp为风电机组数量,Nse为光伏组件数量,Pwc(t)、Psc(t)分别为风力机发电的装机容量和光伏发电的装机容量,kmin和kmax分别为风光机组容量比值的最小值和最大值;

风光互补出力与联合系统出力波动率、跟踪调度曲线约束:ξ≤ξmax

γ≤γmax

τ≤τmax

式中:ξmax为风光互补系统出力波动率最大值,γmax为抽蓄电站联合风光互补系统出力波动率最大值,τmax为跟踪负荷调度曲线拟合率最大值。