[发明专利]一种可再生能源混合热-电站系统的协调控制方法

说明书

本发明公开了一种可再生能源混合热‑电站的协调控制方法，根据系统实时检测的直流母线电压、电池与电热锅炉变换器的电感电流、站内热循环各处液位高度和温度、供水温度和用户侧室外温度，基于直流电机基本原理和系统运行基本特性对电池变换器及电热锅炉变换器进行控制以及基于调节站内热循环中储热介质质量流量的热能流控制的双层协调控制方法，通过调节热能流的工质流量，确保满足热负荷需求，提高了热力系统的可控性和灵活性。该方法能够有效保证系统稳定可靠运行，满足用户的多能源需求，提高系统的稳定性和可再生能源的消纳能力。

技术领域

本发明属于电气工程领域，更具体地，涉及一种可再生能源混合热-电站系统的协调控制方法。

背景技术

目前，传统产能过剩、化石能源资源短缺、弃风弃光现象严重等问题严重制约着能源产业的发展。亟待开展含高比例可再生能源的热电联产系统的协调控制方法研究，提升可再生能源消纳能力和系统稳定运行能力。

热电联产系统充分利用电能和热能的互补特性，实现了电热协同供应和综合利用。混合热-电站中能量来源为可再生能源发电，站内通过电力电子变换器、热电储能以及热电转换装置分别实现电能的变换、能量存储和电热转换。各环节的运行方式和出力特性差异较大，尤其是快速响应的电力系统和缓慢大惯性的热力系统之间存在时间尺度上的不匹配关系，使得混合热-电站的控制具有多时间尺度的特点。现有的研究工作大多集中在是基于稳态模型进行的运行方式优化，少有考虑动态过程的控制方法。现有控制方法并不能综合考虑热-电站内储能装置、热电转换装置等设备的运行与控制特性，不能充分发挥电热两种系统结合的优势，缺少支撑混合热-电站的稳定可靠运行的控制方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可再生能源混合热-电站系统的协调控制方法，其目的在于实现混合热-电站系统稳定可靠运行，满足用户的多能源需求，提高系统的稳定性和可再生能源的消纳能力，为满足用户的多能量需求提供新的解决方案。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种可再生能源混合热-电站系统的协调控制方法，所述系统包括：风电机组、电储能设备、第一直流变换器、电热锅炉、第二直流变换器、储热设备、换热器；所述方法包括：

S1，分别将第一直流变换器和第二直流变换器等效为虚拟直流电机，并根据所述虚拟直流电机的机械方程与电枢方程，分别对其进行控制，使其具有直流电机的动态特性；

S2，实时检测系统供水温度T_w，通过PI控制调节流入换热器的储热工质质量流量m₃，使得T_w与其参考值T_wref的偏差达到设定阈值，实现供水温度控制；

实时检测热罐内工质液位高度H_h及工质温度T_h，将H_h与其参考值H_href做差，并将T_h与其参考值T_href做差后乘以附加修正系数β，将上述计算结果叠加作为输入进行PI控制，将输出值与m₃进行叠加，得到m₃的共模分量k₁；

实时检测电热锅炉液位高度H_b，将H_b与设定的液位高度参考值H_bref做差后作为输入进行PI控制，输出m₃的差模分量k₂；

将k₁与k₂叠加，得到流入电热锅炉的储热工质质量流量m₂，将k₁与k₂做差，得到流出电热锅炉的储热工质质量流量m₁，实现对热罐液位高度控制、热罐温度附加控制以及电热锅炉液位高度控制。

优选地，系统供水温度参考值T_wref的计算公式为：