一种风光储联合发电系统协调控制方法与流程

专利2026-09-26  10


本技术涉及风光储能,具体涉及一种风光储联合发电系统协调控制方法。


背景技术:

1、随着全球经济的快速发展和人口的不断增长,对能源的需求持续增加,传统的化石能源如煤炭、石油和天然气在能源供应中占据主导地位,但它们的使用带来了严重的环境问题,如大气污染、温室气体排放和气候变化等,为了实现可持续发展,减少对化石能源的依赖,开发和利用可再生能源已成为全球能源发展的重要方向。风能和太阳能作为两种主要的可再生能源,具有清洁、无污染、资源丰富等优点,风力发电和光伏发电技术在近年来也得到了迅速发展,然而,风能和太阳能的间歇性和波动性给其大规模应用带来了挑战,为了解决这一问题,风光储联合发电系统应运而生。

2、相关技术中风光储联合发电系统的协调控制方法往往无法依据系统的实际情况对系统的协调控制进行合理地周期安排,也无法依据系统的实际情况实现风能发电和光能发电的有效合理组合,导致无法保证风光储联合发电系统的系统稳定性,存在改进之处。


技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种风光储联合发电系统协调控制方法,以改善相关技术中风光储联合发电系统的协调控制方法往往无法依据系统的实际情况对系统的协调控制进行合理地周期安排,也无法依据系统的实际情况实现风能发电和光能发电的有效合理组合,导致无法保证风光储联合发电系统的系统稳定性的问题。

2、本技术提供了一种风光储联合发电系统协调控制方法,包括以下步骤:

3、获取风光储联合发电系统的气象数据、历史发电数据和系统需发电量,其中所述风光储联合发电系统包括风光发电系统和储能系统;

4、获取所述风光发电系统的风能发电配置参数和光能发电配置参数;

5、依据所述历史发电数据设置风光储联合发电系统的协调控制周期,并依据所述气象数据获取风光储联合发电系统在协调控制周期内的风能预测数据和光能预测数据;

6、依据所述风能发电配置参数和风能预测数据进行分析,得到风光发电系统在协调控制周期内的风能发电量预测区间;依据所述光能发电配置参数和光能预测数据进行分析,得到风光发电系统在协调控制周期内的光能发电量预测区间;

7、依据所述风能发电量预测区间和光能发电量预测区间得到风光发电系统在协调控制周期内的综合发电量预测区间;

8、将所述系统需发电量与综合发电量预测区间进行比对分析,得到综合发电量预测区间内与系统需发电量相对应的综合发电量预测值,并将所述综合发电量预测值标记为目标发电量;

9、依据所述目标发电量得到由风能发电量预测值和光能发电量预测值组成的风光发电量组合集,所述风光发电量组合集中包含至少一项风光发电量组合;

10、依据风光发电量组合中的风能发电量预测值得到风光发电量组合在协调控制周期内的风能发电曲线,依据所述风能发电曲线得到风光发电量组合对应的风能发电功率系数和风能波动稳定度;

11、依据风光发电量组合中的光能发电量预测值得到风光发电量组合在协调控制周期内的光能发电曲线,依据所述光能发电曲线得到风光发电量组合对应的光能发电功率系数和光能波动稳定度;

12、依据所述风能发电功率系数和光能发电功率系数得到风光发电量组合对应的组合发电功率系数,将风光发电量组合对应的风光组合发电功率系数与预设的储能功率系数进行比对分析,得到风光发电量组合对应的组合功率匹配度;

13、依据所述风能波动稳定度和光能波动稳定度得到风光发电量组合对应的组合波动稳定度;

14、依据风光发电量组合对应的组合功率匹配度和组合波动稳定度得到风光发电量组合对应的协调控制度,并依据所述协调控制度得到风光储联合发电系统的目标风光发电量组合。

15、优选地,获取风光储联合发电系统的气象数据、历史发电数据和系统需发电量,具体为:

16、所述气象数据包括风光储联合发电系统在预设时间段内的风能资源数据和光能资源数据;

17、所述历史发电数据包括风光储联合发电系统的历史发电频率和历史发电量;

18、所述系统需发电量包括风光储联合发电系统的系统运维电量,以及储能系统的需储能容量。

19、优选地,依据所述历史发电数据设置风光储联合发电系统的协调控制周期,并依据所述气象数据获取风光储联合发电系统在协调控制周期内的风能预测数据和光能预测数据,具体为:

20、将风光储联合发电系统的历史发电频率进行取值和标记得到历史发电频率fp;将风光储联合发电系统的历史发电量进行取值和标记得到历史发电量fl;

21、通过第一计算函数计算得到风光储联合发电系统的协调控制周期xz,其中a1、a2为预设的比例因子,其中i为历史发电量的历史编号,m为历史总发电次数。

22、优选地,依据所述风能发电配置参数和风能预测数据进行分析,得到风光发电系统在协调控制周期内的风能发电量预测区间;依据所述光能发电配置参数和光能预测数据进行分析,得到风光发电系统在协调控制周期内的光能发电量预测区间;依据所述风能发电量预测区间和光能发电量预测区间得到风光发电系统在协调控制周期内的综合发电量预测区间,具体为:

23、所述风能预测数据包括在协调控制周期内风光储联合发电系统的有效风能时长、平均风速值和风功率密度;

24、将所述有效风能时长进行取值和标记得到有效风能时长fc;将所述平均风速值进行取值和标记得到平均风速值fs;将所述风功率密度进行取值和标记得到风功率密度fg;

25、通过第二计算函数计算得到风光发电系统在协调控制周期内的风能发电系数fx,其中b1、b2为预设的比例因子;

26、依据风光发电系统在协调控制周期内的风能发电系数fx和风能发电配置参数,得到风光发电系统在协调控制周期内的风能发电量预测区间;所述风能发电量预测区间中包含至少一项风能发电量预测值;

27、所述光能预测数据包括在协调控制周期内风光储联合发电系统的光照时长和太阳辐照度;

28、将所述光照时长进行取值和标记得到光照时长gs;将所述太阳辐照度进行取值和标记得到太阳辐照度gf;

29、通过第三计算函数计算得到风光发电系统在协调控制周期内的光能发电系数gx,其中c1、c2为预设的比例因子;

30、依据风光发电系统在协调控制周期内的光能发电系数gx和光能发电配置参数,得到风光发电系统在协调控制周期内的光能发电量预测区间;所述光能发电量预测区间中包含至少一项光能发电量预测值;

31、将所述风能发电量预测区间中的风能发电量预测值与光能发电量预测区间中的光能发电量预测值均进行随机组合相加,得到综合发电量预测值;

32、依据所述综合发电量预测值组成综合发电量预测区间,所述综合发电量预测区间包含至少一项综合发电量预测值。

33、优选地,将所述系统需发电量与综合发电量预测区间进行比对分析,得到综合发电量预测区间内与系统需发电量相对应的综合发电量预测值,并将所述综合发电量预测值标记为目标发电量;依据所述目标发电量得到由风能发电量和光能发电量组成的风光发电量组合集,所述风光发电量组合集中包含至少一项风光发电量组合;具体为:

34、若所述系统需发电量不在综合发电量预测区间内,则获取综合发电量预测区间的最大综合发电量预测值,并将所述最大综合发电量预测值标记为目标发电量;

35、若所述系统需发电量在综合发电量预测区间内,则将所述系统需发电量进行取值和标记得到系统需发电量xf;将综合发电量预测区间内的综合发电量预测值进行取值和标记得到综合发电量预测值zy;

36、通过第四计算函数计算得到系统需发电量与综合发电量预测值的发电量匹配度dp;

37、将所述发电量匹配度dp为正值且最小的发电量匹配度dp所对应的综合发电量预测值标记为目标发电量;

38、所述风光发电量组合中的风能发电量预测值和光能发电量预测值构成风光发电量组合对应的组合发电量预测值,所述组合发电量预测值与目标发电量相同。

39、优选地,依据风光发电量组合中的风能发电量预测值得到风光发电量组合在协调控制周期内的风能发电曲线,依据所述风能发电曲线得到风光发电量组合对应的风能发电功率系数和风能波动稳定度,具体为:

40、依据协调控制周期和风光发电量组合中的风能发电量预测值构建风光发电量组合在协调控制周期内的风能发电曲线;

41、依据所述风能发电曲线得到风能发电曲线对应的最大风能曲线斜率、风能曲线斜率均值、风能曲线最大幅值、风能曲线最小幅值、风能斜率变化频率和风能曲线拐点数;

42、将所述最大风能曲线斜率进行取值和标记得到最大风能曲线斜率mx;将所述风能曲线斜率均值进行取值和标记得到风能斜率曲线均值fx;

43、通过第五计算函数计算得到风光发电量组合对应的风能发电功率系数fgx,其中d1、d2为预设的比例因子;

44、将所述风能曲线最大幅值进行取值和标记得到风能曲线最大幅值df;将所述风能曲线最小幅值进行取值和标记得到风能曲线最小幅值xf;将所述风能斜率变化频率进行取值和标记得到风能斜率变化频率xp;将所述风能曲线拐点数进行取值和标记得到风能曲线拐点数gd;

45、通过第六计算函数计算得到风光发电量组合对应的风能波动稳定度fbw,其中e1、e2、e3为预设的比例因子。

46、优选地,依据风光发电量组合中的光能发电量预测值得到风光发电量组合在协调控制周期内的光能发电曲线,依据所述光能发电曲线得到风光发电量组合对应的光能发电功率系数和光能波动稳定度,具体为:

47、依据所述协调控制周期和风光发电量组合中的光能发电量预测值构建风光发电量组合在协调控制周期内的光能发电曲线;

48、依据所述光能发电曲线得到光能发电曲线对应的最大光能曲线斜率、光能曲线斜率均值、光能曲线最大幅值、光能曲线最小幅值、光能斜率变化频率和光能曲线拐点数;

49、将所述最大光能曲线斜率进行取值和标记得到最大光能曲线斜率gm;将所述光能曲线斜率均值进行取值和标记得到光能曲线斜率均值gj;

50、通过第七计算函数计算得到风光发电量组合对应的光能发电功率系数ggx,其中g1、g2为预设的比例因子;

51、将所述光能曲线最大幅值进行取值和标记得到光能曲线最大幅值gd;将所述光能曲线最小幅值进行取值和标记得到光能曲线最小幅值gx;将所述光能斜率变化频率进行取值和标记得到光能斜率变化频率gl;将所述光能曲线拐点数进行取值和标记得到光能曲线拐点数gg;

52、通过第八计算函数计算得到风光发电量组合对应的光能波动稳定度gbw,其中h1、h2、h3为预设的比例因子。

53、优选地,依据所述风能发电功率系数和光能发电功率系数得到风光发电量组合对应的组合发电功率系数,将风光发电量组合对应的风光组合发电功率系数与预设的储能功率系数进行比对分析,得到风光发电量组合对应的组合功率匹配度;依据所述风能波动稳定度和光能波动稳定度得到风光发电量组合对应的组合波动稳定度,具体为:

54、通过第九计算函数计算得到风光发电量组合对应的组合发电功率系数zgx,其中j1、j2为预设的比例因子;

55、若风光发电量组合对应的组合发电功率系数zgx大于预设的额储能功率系数,则将所述风光发电量组合标记为异常风光发电量组合;

56、若风光发电量组合对应的组合发电功率系数zgx小于或者等于预设的储能功率系数,则将所述风光发电量组合标记为预选风光发电量组合,并将预设的储能功率系数进行取值和标记得到储能功率系数cx;

57、通过第九计算函数计算得到预选风光发电量组合对应的组合功率匹配度zgp,其中为预设的比例因子;

58、通过第十计算函数计算得到风光发电量组合对应的组合波动稳定度zbw,其中k1、k2为预设的比例因子。

59、优选地,依据风光发电量组合对应的组合功率匹配度和组合波动稳定度得到风光发电量组合对应的协调控制度,并依据所述协调控制度得到风光储联合发电系统的目标风光发电量组合,具体为:

60、通过第十一计算函数计算得到风光发电量组合对应的协调控制度xkd,其中p1、p2为预设的比例因子;

61、依据风光发电量组合对应的协调控制度设置风光发电量组合的组合优先级,所述组合优先级与协调控制度呈正相关;

62、依据所述组合优先级得到风光储联合发电系统的目标发电量组合。

63、综上,本技术的有益效果是:

64、1.本技术通过依据风光储联合发电系统的历史发电数据设置协调控制周期,并通过对风能发电配置参数和风能预测数据进行分析,得到风光发电系统在协调控制周期内的风能发电量预测区间;对光能发电配置参数和光能预测数据进行分析,得到风光发电系统在协调控制周期内的光能发电量预测区间,依据风能发电量预测区间和光能发电量预测区间得到风光发电系统在协调控制周期内的综合发电量预测区间;依据系统需发电量与综合发电量预测区间的比对分析得到风光发电系统的目标发电量;最后依据目标发电量得到由风能发电量预测值和光能发电量预测值组成的风光发电量组合集,其中风光发电量组合集中包含至少一项风光发电量组合,通过风光发电量组合实现对风光储联合发电系统风能发电和光能发电的有效合理组合安排。

65、2.本技术通过依据风能发电曲线得到风光发电量组合对应的风能发电功率系数和风能波动稳定度;依据光能发电曲线得到风光发电量组合对应的光能发电功率系数和光能波动稳定度;并依据风能发电功率系数、光能发电功率系数和预设的储能功率系数得到风光发电量组合对应的组合功率匹配度,依据风能波动稳定度和光能波动稳定度得到风光发电量组合对应的组合波动稳定度;最后依据风光发电量组合对应的组合功率匹配度和组合波动稳定度得到风光发电量组合对应的协调控制度,并由协调控制度得到风光发电量组合的组合优先级,依据组合优先级确定风光储联合发电系统的目标风光发电量组合。


技术特征:

1.一种风光储联合发电系统协调控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种风光储联合发电系统协调控制方法,其特征在于,获取风光储联合发电系统的气象数据、历史发电数据和系统需发电量,具体为:

3.根据权利要求2所述的一种风光储联合发电系统协调控制方法,其特征在于,依据所述历史发电数据设置风光储联合发电系统的协调控制周期,并依据所述气象数据获取风光储联合发电系统在协调控制周期内的风能预测数据和光能预测数据,具体为:

4.根据权利要求3所述的一种风光储联合发电系统协调控制方法,其特征在于,依据所述风能发电配置参数和风能预测数据进行分析,得到风光发电系统在协调控制周期内的风能发电量预测区间;依据所述光能发电配置参数和光能预测数据进行分析,得到风光发电系统在协调控制周期内的光能发电量预测区间;依据所述风能发电量预测区间和光能发电量预测区间得到风光发电系统在协调控制周期内的综合发电量预测区间,具体为:

5.根据权利要求4所述的一种风光储联合发电系统协调控制方法,其特征在于,将所述系统需发电量与综合发电量预测区间进行比对分析,得到综合发电量预测区间内与系统需发电量相对应的综合发电量预测值,并将所述综合发电量预测值标记为目标发电量;依据所述目标发电量得到由风能发电量和光能发电量组成的风光发电量组合集,所述风光发电量组合集中包含至少一项风光发电量组合;具体为:

6.根据权利要求5所述的一种风光储联合发电系统协调控制方法,其特征在于,依据风光发电量组合中的风能发电量预测值得到风光发电量组合在协调控制周期内的风能发电曲线,依据所述风能发电曲线得到风光发电量组合对应的风能发电功率系数和风能波动稳定度,具体为:

7.根据权利要求6所述的一种风光储联合发电系统协调控制方法,其特征在于,依据风光发电量组合中的光能发电量预测值得到风光发电量组合在协调控制周期内的光能发电曲线,依据所述光能发电曲线得到风光发电量组合对应的光能发电功率系数和光能波动稳定度,具体为:

8.根据权利要求7所述的一种风光储联合发电系统协调控制方法,其特征在于,依据所述风能发电功率系数和光能发电功率系数得到风光发电量组合对应的组合发电功率系数,将风光发电量组合对应的风光组合发电功率系数与预设的储能功率系数进行比对分析,得到风光发电量组合对应的组合功率匹配度;依据所述风能波动稳定度和光能波动稳定度得到风光发电量组合对应的组合波动稳定度,具体为:

9.根据权利要求8所述的一种风光储联合发电系统协调控制方法,其特征在于,依据风光发电量组合对应的组合功率匹配度和组合波动稳定度得到风光发电量组合对应的协调控制度,并依据所述协调控制度得到风光储联合发电系统的目标风光发电量组合,具体为:


技术总结
本申请提供了一种风光储联合发电系统协调控制方法,其技术方案要点包括获取风光储联合发电系统的气象数据、历史发电数据和系统需发电量;设置协调控制周期,并获取协调控制周期内的风能预测数据和光能预测数据;分析得到风光发电系统在协调控制周期内的综合发电量预测区间、目标发电量和风光发电量组合集;分析得到风光发电量组合对应的风能发电功率系数、风能波动稳定度、光能发电功率系数和光能波动稳定度;并分析得到风光发电量组合对应的组合功率匹配度、组合波动稳定度和协调控制度,依据协调控制度得到风光储联合发电系统的目标风光发电量组合。本申请实现了风光发电的有效组合安排,保证了风光储联合发电系统的系统稳定性。

技术研发人员:刘洋,邹祖冰,林雪龙,孙秀文,苗帅,臧敦广,李慧军,刘英明,刘燕东,谢超
受保护的技术使用者:三峡新能源四子王风电有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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