[发明专利]基于边缘计算风电储能协调控制系统

说明书

本发明公开一种基于边缘计算风电储能协调控制系统，其包括：一并网点数据采集端；一风电储能协调控制终端，分别连接并网点数据采集端及风电场AGC/AVC系统，用于接收并网点的有功功率、无功功率、电压、频率数据及风电场AGC/AVC系统分配的有功功率与无功功率；一储能电站，包括储能电池的一EMS系统，EMS系统连接至风电储能协调控制终端，用于上传储能电站的实时SOC参数；一单台风机控制系统，连接至风电储能协调控制终端，用于上传对应风机的实时功率；通过将边缘计算技术、物联网技术、自动发电控制技术、自动电压控制技术、一次调频技术、期望功率输出控制算法同风力发电机与储能有机结合，实现风力发电机组同储能的协调。

技术领域

本发明涉及单台风力发电机与储能协调控制的技术领域，具体而言，涉及一种基于边缘计算风电储能协调控制系统，更具体地是利用边缘计算及控制优势，并充分利用风力发电的特性与高倍率储能电池的特性，建立风机与储能协调控制，以实现按期望值输出风力发电曲线，提高风力发电消纳，进而实现一次调频及AGC/AVC功能，满足电网运行控制要求。

背景技术

随着全球气候的变化以及巴黎协定的执行，节能减排任务艰巨，调整能源供给及利用结构是能源行业的大趋势。随着现今高比例的新能源接入电网，对电网安全稳定地运行与消纳都提出新的技术问题。然而，风力发电具有随机性、反调峰性，会受到风速、气压、空气密度、温度等气象因素的影响，因而决定风力发电的功率不具有稳定性，其波动较大。

如何将单台风力发电机变成灵活可调，按照期望功率曲线输出，提升新能源消纳并与风机一起配置一定容量的储能，以构成新型发电系统，是解决前述问题的较好技术路径之一。带储能的风力发电系统，可以平滑风机功率发电曲线，快速参与一次调频及AGC/AVC控制。因此，为了实现新型发电系统输出期望功率曲线、一次调频及AGC/AVC功能，本领域需要一种能够对风机与储能实现协调控制的系统，以期达到安全稳定运行、高效利用风力发电机的目的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于边缘计算风电储能协调控制系统，通过将边缘计算技术、物联网技术、自动发电控制技术、自动电压控制技术、一次调频技术、期望功率输出控制算法同风力发电机与储能有机结合，实现风力发电机组同储能的协调。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于边缘计算风电储能协调控制系统，其包括：

一并网点数据采集端，用于采集风电机组交流侧并网点的有功功率、无功功率、电压与频率；

一风电储能协调控制终端，分别连接所述并网点数据采集端及风电场AGC/AVC系统，用于接收并网点的有功功率、无功功率、电压、频率数据及所述风电场AGC/AVC系统分配的有功功率与无功功率；

一储能电站，其包括储能电池的一EMS系统，所述EMS系统连接至所述风电储能协调控制终端，用于上传储能电站的实时SOC参数；

一单台风机控制系统，连接至所述风电储能协调控制终端，用于上传对应风机的实时功率；

其中，所述风电储能协调控制终端利用所述并网点数据采集端采集到的有功功率，采用滑动平均法计算对应风机的期望有功功率P0，得到期望功率曲线，并将所述单台风机控制系统上传的实时功率与期望有功功率P0进行比较，执行如下控制过程：

A.风机功率曲线平滑控制，具体为：

当0.1≤实时SOC0.9，且实时功率P0，所述风电储能协调控制终端启动并控制所述储能电站的变流器进行储能充电，直至0.98≤实时SOC时，充电停止；

当0.1≤实时SOC0.9，且实时功率P0，所述风电储能协调控制终端启动并控制所述储能电站的变流器进行储能放电，直至实时SOC0.1，放电停止；

重复上述充放电过程，以实现风力发电功率曲线平滑，即维持风机发电功率曲线与期望功率曲线同趋势运行；