风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法及装置与流程

本发明属于风电场站与电力系统能量调节与优化运行，具体涉及一种风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法及装置。

背景技术：

1、随着双碳战略推进，传统燃煤电厂面临节能减排、提升绿电消纳比例与强化调频性能的双重压力，利用厂区闲置空地建设分布式光伏、就近支撑厂用电负荷，已成为降低厂用电成本、提升绿色能源占比的重要路径。同时，风电场站作为区域新能源主力电源，具备出力互补性强、调节潜力大的优势，可与光伏、储能共同服务于煤电机组厂用电调节与辅助调频。

2、现有技术中，部分电厂仅单独采用光伏发电或单一电化学储能辅助调频，未实现风、光、储多源协同，存在明显技术缺陷：光伏发电依赖光照，出力随机性强，易引发厂用电母线功率倒送、电压越限；风电场站出力波动剧烈，缺乏平抑与匹配机制，直接并网易冲击厂用电系统；常规电池储能循环寿命短、响应速度不足，难以适配高频次、短周期的调频与负荷波动调节需求；煤电机组自身调频惯性大、响应滞后，频繁调节加剧设备损耗；且风、光、储能各自独立运行，未与机组控制系统形成统一调控，无法实现厂用电安全、调频支撑与风光最大化消纳的协同目标，综合效益与运行稳定性受限。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法及装置，用以解决现有技术中风、光、储独立运行无协同调控，风电光伏出力波动冲击厂用电系统，储能适配性差及煤电机组调频滞后的技术缺陷。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、本申请的第一方面，提供了一种风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法，包括：

4、归集煤电机组全年自动发电控制指令、一次调频动作数据，以及风电场站全年出力波动数据，据此确定并修正混合型超级电容储能额定功率，再结合厂用电负荷、厂区日照资源与风电场站出力特性，设计出光伏子系统与风电场站的适配容量；

5、将设计出的所述光伏子系统经直流交流逆变器、储能子系统经储能变流器、风电场站经箱式变压器与主变压器，共同接入厂用电母线，并搭建三元能量管理系统，使光伏子系统、风电场站与机组分散控制系统、自动发电控制调度系统建立双向通信连接；

6、利用所述三元能量管理系统实时监测厂用电负荷、光伏出力、风电场站出力、储能状态及母线运行参数，按厂用电安全优先、调频辅助响应优先、风光最大化消纳的优先级调控能量，遇异常情况自动切除相关设备，实现风电场站、光伏与超级电容储能协同调节厂用电。

7、进一步地，所述厂用电母线为六千伏等级母线，光伏子系统经所述直流交流逆变器、储能子系统经储能变流器、风电场站经箱式变压器与主变压器接入后，均实现与厂用电母线的电压、功率匹配。

8、进一步地，所述光伏子系统的适配容量设计以厂用电日间负荷缺额为参考，所述风电场站的适配容量设计以厂用电夜间负荷缺额及风电出力平段特性为参考，确保风光总发电量与厂用电负荷需求动态匹配。

9、进一步地，在调控能量时，若厂用电母线负载率超过百分之九十五，自动降低超级电容储能充电功率、风电场站并网功率或禁止充电，防止厂用电母线过载。

10、进一步地，在调控能量中优先利用光伏与风电场站联合供电，多余功率用于超级电容储能子系统充电；其中，若光照不足或风电出力骤降时，超级电容储能子系统放电补足厂用电负荷缺额。

11、进一步地，所述光伏子系统与风电场站均具备远程功率调节能力，所述三元能量管理系统可根据厂用电母线状态，动态限制光伏子系统与风电场站的出力，防止逆功率倒送风险。

12、本申请的第二方面，提供了一种风电场站与光伏超级电容储能协同煤电机组厂用电调节系统，包括：

13、数据采集与容量设计模块，用于归集煤电机组全年自动发电控制指令、一次调频动作数据，以及风电场站全年出力波动数据，据此确定并修正混合型超级电容储能额定功率，再结合厂用电负荷、厂区日照资源与风电场站出力特性，设计出光伏子系统与风电场站的适配容量；

14、多源接入模块，用于将规划出的光伏子系统经直流交流逆变器、储能子系统经储能变流器、风电场站经箱式变压器与主变压器，共同接入厂用电母线；搭建模块，用于搭建三元能量管理系统，使光伏子系统、风电场站与机组分散控制系统、自动发电控制调度系统建立双向通信连接；

15、调控模块，用于利用三元能量管理系统实时监测厂用电负荷、光伏出力、风电场站出力、储能状态及母线运行参数，按厂用电安全优先、调频辅助响应优先、风光最大化消纳的优先级调控能量，遇异常情况自动切除相关设备，实现协同调节。

16、本申请的第三方面，提供了一种移动设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的一种风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法的步骤。

17、本申请的第四方面，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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述一种风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法的步骤。

18、本申请的第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，所述计算机指令指示计算设备执行如上所述的一种风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法对应的操作。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、通过归集煤电机组与风电场站多类数据，结合负荷与风光特性设计适配容量，解决风电光伏出力波动冲击系统、储能适配性差的缺陷；通过箱式变压器、主变压器、逆变器、变流器将风、光、储接入厂用电母线，搭建三元能量管理系统实现统一调控，解决风、光、储独立运行无协同、机组调频滞后的问题，实现风、光、储与煤电机组协同，平抑风光波动、提升储能适配性，减少机组调节频次，保障厂用电安全，最大化风光消纳，提升电厂综合效益与运行稳定性。

1.风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法，其特征在于，所述厂用电母线为六千伏等级母线，光伏子系统经所述直流交流逆变器、储能子系统经储能变流器、风电场站经箱式变压器与主变压器接入后，均实现与厂用电母线的电压、功率匹配。

3.根据权利要求1所述的风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法，其特征在于，所述光伏子系统的适配容量设计以厂用电日间负荷缺额为参考，所述风电场站的适配容量设计以厂用电夜间负荷缺额及风电出力平段特性为参考，确保风光总发电量与厂用电负荷需求动态匹配。

4.根据权利要求1所述的风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法，其特征在于，在调控能量时，若厂用电母线负载率超过百分之九十五，自动降低超级电容储能充电功率、风电场站并网功率或禁止充电，防止厂用电母线过载。

5.根据权利要求1所述的风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法，其特征在于，在调控能量中优先利用光伏与风电场站联合供电，多余功率用于超级电容储能子系统充电；其中，若光照不足或风电出力骤降时，超级电容储能子系统放电补足厂用电负荷缺额。

6.根据权利要求1所述的风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法，其特征在于，所述光伏子系统与风电场站均具备远程功率调节能力，所述三元能量管理系统可根据厂用电母线状态，动态限制光伏子系统与风电场站的出力，防止逆功率倒送风险。

7.一种风电场站与光伏超级电容储能协同煤电机组厂用电调节系统，其特征在于，包括：

8.一种移动设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的一种风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述一种风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机指令，其特征在于，所述计算机指令指示计算设备执行如权利要求1-6中任一所述的一种风电场站与光伏电容协同煤电机组厂用电调节方法对应的操作。