[发明专利]一种考虑储能容量优化的风-储联合系统调频控制方法

说明书

本发明属于电力系统调频控制技术领域，特别涉及一种考虑储能容量优化的风‑储联合系统调频控制方法，以风‑储联合系统总成本最小为目标，建立考虑经济性的储能容量优化配置模型，利用PSO算法对储能容量优化模型进行求解，确定风电场所需最佳储能容量配置方案。根据配置方案，设计风‑储联合系统动态频率响应模糊控制器，制定基于模糊逻辑的风电和储能协同控制策略，充分利用风机有功备用裕度以及储能设备有限容量，实现风电和储能动态协同运行参与系统频率调节。该方法系统总成本最小，经济性好；采用模糊控制方法对风‑储联合系统进行动态频率控制，无需对被控过程进行定量的数学建模，具有很强的实用性。

技术领域

本发明属于电力系统调频控制技术领域，特别涉及一种考虑储能容量优化的风-储联合系统调频控制方法。

背景技术

风机通过电力电子变流器并网，随着风电并网容量的增加，系统频率特性恶化。虽然风机可以通过转速控制、桨距角控制和综合控制等方式参与系统频率调节，但是由于风速的随机性和波动性难于保证风电机组具有持久可靠的有功频率支撑能力。而储能的控制灵活、响应快速，短时功率吞吐能力强等特点，易于改变调节方向的技术优势；将储能和风电机组相结合，以有限的储能系统配置赋予风电机组可靠的频率响应能力，实现风机和储能的优势互补，以风-储联合系统形式参与频率调节。

但由于储能成本较高，需要考虑风-储联合系统参与系统频率响应的经济效益，研究风-储系统配置储能的经济性。当前已有的研究多集中在对风-储联合系统中的独立设备参与调频控制方面，缺少对风-储联合系统调频运行总成本经济性的考虑以及对风-储联合系统在响应系统调频需求的过程中风机和储能的有效配合。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种考虑储能容量优化的风-储联合系统调频控制方法，以合理的储能容量配置，实现风-储联合系统中风电与储能动态协同运行参与系统频率调节。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种考虑储能容量优化的风-储联合系统调频控制方法，该方法以风-储联合系统总成本最小为目标，建立考虑经济性的储能容量优化模型，配置风-储联合系统中储能的调频容量，实现风-储联合系统中风电与储能动态协同运行参与系统频率调节；包括以下步骤：

步骤1、建立考虑经济性的储能容量优化配置模型，确定风电场所需最佳储能容量配置；

步骤2、设计风-储联合系统动态频率响应模糊控制器，制定基于模糊逻辑的风电储能协同控制策略。

在上述考虑储能容量优化的风-储联合系统调频控制方法中，步骤1的实现具体包括以下步骤：

步骤1.1、建立储能容量优化模型；

步骤1.1.1、储能容量优化模型的目标函数为系统调频运行总成本最小，成本函数由运行总成本和调频收益之差得到：

min F＝C_total-I_total

其中，F为系统调频运行总成本，C_total为风-储联合系统的运行总成本，I_total为调频收益；

1)风-储联合系统的运行总成本为：

C_total＝C_con+C_dam+C_soc+C_cha

其中，C_con为储能设备投资建设成本，C_dam为储能运行过程中的衰减损耗，C_soc为储能的SOC越限惩罚成本，C_cha为风机减载运行所造成的机会成本；

1.1)C_con储能设备投资建设成本为：