一种基于风电场可调功率的储能控制方法与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种基于风电场可调功率的储能控制方法。


背景技术：

2.近年来风力发电得到了快速的发展，以风电为主的新能源发电日益壮大，风力发电已成为主要的新能源发电之一，随着风力发电规模的逐渐增加，通过风电设备对电网频率进行有效支撑成为可能。所以研究风电场功率控制方式，确保在风电场电网频率上下扰动时能够有效支撑电网稳定，对于电网稳定相当有必要。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种基于风电场可调功率的储能控制方法，对风电场有功功率控制过程进行精细合理控制。重点避免因风电场无向上调节有功功率而无法响应频率下扰时电网指令问题。
4.本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：本发明提供一种基于风电场可调功率的储能控制方法，包括如下步骤：
5.s1、获取风电场各风电机组实时风速、保证功率曲线、机组有功功率受控状态、机组最大有功功率设定反馈功率、风电场装机容量、储能比例k以及电网agc有功功率指令值；
6.s2、基于步骤s1获取的参数计算单台机组理论有功功率，同时结合机组受控状态得出单台机组可调有功功率，对全场单台机组可调有功功率进行累加，得出全场可调有功功率一，并根据计算式：全场可调有功功率一-风电场装机容量*k＝全场可调有功功率二,得出全场可调有功功率二；
7.s3、判断全场可调有功功率一是否大于等于风电场装机容量*(0.2 k),若满足大于等于，则在电网agc有功功率指令值和全场可调有功功率二中取小值作为风电场有功功率执行目标值；
8.s4、将单台风电机组有功功率执行目标值下发到机组进行有功功率控制。
9.进一步，步骤s1中还包括：
10.s11、获取风电场调频储能使能开关信息、电网一次调频触发信号以及储能触发信号；
11.s12、判断风电场调频储能使能开关是否打开，若打开进入步骤s13，若未打开则返回步骤s11；
12.s13、判断电网一次调频是否触发，若一次调频未触发则进入步骤s14，若一次调频触发则返回步骤s11；
13.s14、判断储能触发信号是否触发，若触发则进入步骤s2，若未触发则返回步骤s11。
14.进一步，所述判断风电场调频储能使能开关是否打开，还包括，采集软件配置项数
据，明确风电场调频储能使能开关enablees是否打开，系统配置为true为开打，false为关闭。
15.进一步，所述判断电网一次调频动作是否动作，还包括，从电网获取电网一次调频触发信号emsisfremod，接受数据为true执行电网一次调频动作，为false不执行一次调频动作。
16.进一步，所述判断储能触发信号是否触发，还包括，从电网获取储能触发信号energystorageenable，接受数据为true电网要求在非一次调频出发情况下执行储能动作，为false不执行储能动作。
17.进一步，系统打开调频储能功能需满足如下条件：
18.风电场调频储能使能开关触发，即enablees＝true；再一次对电网调频触发信号和储能触发信号进行判断；
19.一次调频触发信号未触发，即emsisfremod＝false；
20.储能触发信号触发，即energystorageenable＝true；
21.全场可调有功功率一≥风电场装机容量*(0.2 k)，即emsactlimittop1≥fwfcontractcapacity*(0.2 k)。
22.进一步，步骤s2中，还包括，
23.通过获取第i台风速emswinspd_i，在功率曲线powcurve里查找，取得每台机组在当前风速下理论上能够发出的有功功率，单机理论有功功率woughtpower_i；
24.再综合单机理论有功功率、机组有功功率受控状态emsrun_i以及机组最大有功功率设定反馈功率emsactpowerread_i进行计算，
25.得出单机可调有功功率moughtpowert_i：
26.即emsrun_i＝
±
1时，moughtpowert_i＝woughtpower_i；
27.emsrun_i≠
±
1时，moughtpowert_i＝emsactpowerread_i；
28.若风电场风电机组台数为n,累加全场机组可调有功功率得出全场可调有功功率一emsactlimittop1：
[0029][0030]
进一步，步骤s3中，还包括，
[0031]
根据电网储能要求计算减去储能功率后的风电场可调有功功率，即全场可调有功功率二emsactlimittop2：
[0032]
emsactlimittop2＝emsactlimittop1-fwfcontractcapacity*k
[0033]
储能时风电场有功功率执行目标值emsactsend计算，在电网agc有功功率指令值emsgriddispatchact，全场可调有功功率二emsactlimittop2中取小：emsactsend＝min(emsgriddispatchact,emsactlimittop2)。
[0034]
进一步，步骤s3中，k的默认配置为0.06。
[0035]
进一步，步骤s4后还包括如下步骤：s5、判断是否达到调控周期，若达到调控周期则返回步骤s1，若未达到调控周期则进行等待。
[0036]
由上述技术方案可知，本发明的有益效果：本发明提供一种基于风电场可调功率的储能控制方法，包括如下步骤：获取风电场各风电机组实时风速、保证功率曲线、机组有功功率受控状态、机组最大有功功率设定反馈功率、风电场装机容量、储能比例k以及电网
agc有功功率指令值；基于步骤s1获取的参数计算单台机组理论有功功率，同时结合机组受控状态得出单台机组可调有功功率，对全场单台机组可调有功功率进行累加，得出全场可调有功功率一，并根据计算式：全场可调有功功率一-风电场装机容量*k＝全场可调有功功率二,得出全场可调有功功率二；判断全场可调有功功率一是否大于等于风电场装机容量*(0.2 k),若满足大于等于，则在电网agc有功功率指令值和全场可调有功功率二中取小值作为风电场有功功率执行目标值；将单台风电场有功功率执行目标值下发到机组进行有功功率控制。在满足电网控制要求的前提下，自动存储部分能量以满足风电场频率出现下扰过程中增加风电场功率要求，极大提高了风电场整体电网适应，对于风电场电网安全提供了一定的保障。
附图说明
[0037]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0038]
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
[0039]
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0040]
请参阅图1所示，本发明提供一种基于风电场可调功率的储能控制方法，包括如下步骤：
[0041]
s1、获取风电场各风电机组实时风速、保证功率曲线、机组有功功率受控状态、机组最大有功功率设定反馈功率、风电场装机容量、储能比例k以及电网agc有功功率指令值；
[0042]
s11、获取风电场调频储能使能开关信息、电网一次调频触发信号以及储能触发信号；
[0043]
s12、判断风电场调频储能使能开关是否打开，若打开进入步骤s13，若未打开则返回步骤s11；采集软件配置项数据，明确风电场调频储能使能开关enablees是否打开，系统配置为true为开打，false为关闭。
[0044]
s13、判断电网一次调频是否触发，若一次调频未触发则进入步骤s14，若一次调频触发则返回步骤s11；从电网获取电网一次调频触发信号emsisfremod，接受数据为true执行电网一次调频动作，为false不执行一次调频动作。
[0045]
s14、判断储能触发信号是否触发，若触发则进入步骤s2，若未触发则返回步骤s11。所述判断储能触发信号是否触发，还包括，从电网获取储能触发信号energystorageenable，接受数据为true电网要求在非一次调频出发情况下执行储能动作，为false不执行储能动作。
[0046]
系统打开调频储能功能需满足如下条件：
[0047]
条件1：风电场调频储能使能开关触发，即enablees＝true；再一次对电网调频触发信号和储能触发信号进行判断；
[0048]
条件2：一次调频触发信号未触发，即emsisfremod＝false；
[0049]
条件3：储能触发信号触发，即energystorageenable＝true；
[0050]
条件4：全场可调有功功率一≥风电场装机容量*(0.2 k)，即emsactlimittop1≥fwfcontractcapacity*(0.2 k)。
[0051]
当条件1和条件2和条件3和条件4同时满足时系统判定进入储能状态，用风电场有功功率执行目标值emsactsend进行全场风电机组有功功率周期调节分配调节，最终实现风电场储能要求。
[0052]
s2、基于步骤s1获取的参数计算单台机组理论有功功率，同时结合机组受控状态得出单台机组可调有功功率，对全场单台机组可调有功功率进行累加，得出全场可调有功功率一，并根据计算式：全场可调有功功率一-风电场装机容量*k＝全场可调有功功率二,得出全场可调有功功率二；
[0053]
通过获取第i台风速emswinspd_i，在功率曲线powcurve里查找，取得每台机组在当前风速下理论上能够发出的有功功率，单机理论有功功率woughtpower_i；
[0054]
再综合单机理论有功功率、机组有功功率受控状态emsrun_i以及机组最大有功功率设定反馈功率emsactpowerread_i进行计算，
[0055]
得出单机可调有功功率moughtpowert_i：
[0056]
即emsrun_i＝
±
1时，moughtpowert_i＝woughtpower_i；
[0057]
emsrun_i≠
±
1时，moughtpowert_i＝emsactpowerread_i；
[0058]
若风电场风电机组台数为n,累加全场机组可调有功功率得出全场可调有功功率一emsactlimittop1：
[0059][0060]
s3、判断全场可调有功功率一是否大于等于风电场装机容量*(0.2 k),若满足大于等于，则在电网agc有功功率指令值和全场可调有功功率二中取小值作为风电场有功功率执行目标值；
[0061]
根据电网储能要求计算减去储能功率后的风电场可调有功功率，即全场可调有功功率二emsactlimittop2：
[0062]
emsactlimittop2＝emsactlimittop1-fwfcontractcapacity*k
[0063]
储能时风电场有功功率执行目标值emsactsend计算，在电网agc有功功率指令值emsgriddispatchact，全场可调有功功率二emsactlimittop2中取小：emsactsend＝min(emsgriddispatchact,emsactlimittop2)。
[0064]
为应对电网对于风电场储能比例可能存在的调整，程序设置了储能比例k可配置方式。按照目前电网要求储能比例为风电场容量的6％，即k默认配置为0.06。
[0065]
s4、将单台风电机组有功功率执行目标值下发到机组进行有功功率控制。
[0066]
s5、判断是否达到调控周期，若达到调控周期则返回步骤s1，若未达到调控周期则进行等待直到达到调控周期后返回步骤s。
[0067]
本发明在无储能设备情况下实现风电场存储部分有功功率设计，有功控制周期设计，分步式下发电网目标，并且预留保护调节时间，确保风场有功功率满足电网要求；通过独立设置每台机组每个周期的有功调节斜率方法，保证风场电压的平稳性。
[0068]
本发明在满足电网控制要求的前提下，自动存储部分能量以满足风电场频率出现
下扰过程中增加风电场功率要求，极大提高了风电场整体电网适应，对于风电场电网安全提供了一定的保障。
[0069]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。