本發(fā)明涉及能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種大規(guī)模光伏接入的電力系統(tǒng)儲(chǔ)能控制方法。

背景技術(shù)：

能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心，以互聯(lián)網(wǎng)及其他前沿信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以分布式可再生能源為主要一次能源，與天然氣網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)等其他系統(tǒng)緊密耦合而形成的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng)。能源互聯(lián)網(wǎng)五大內(nèi)涵為：1)支持由化石能源向可再生能源轉(zhuǎn)變；2)支持大規(guī)模分布式能源接入；3)支持大規(guī)模氫儲(chǔ)能及其他儲(chǔ)能設(shè)備接入；4)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改造電力系統(tǒng)；5)支持向電氣化交通的轉(zhuǎn)型。

光伏發(fā)電等大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)成為未來(lái)電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，也是能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)在要求。隨著光伏發(fā)電在電力系統(tǒng)中裝機(jī)容量所占比例越來(lái)越大，它對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃、仿真、調(diào)度、控制的影響也引起人們極大關(guān)注，特別是大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)并入電力系統(tǒng)的帶來(lái)的短時(shí)功率波動(dòng)和日夜發(fā)電不均衡問(wèn)題越來(lái)越得到研究者們的重視。

儲(chǔ)能技術(shù)在很大程度上可解決可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性問(wèn)題，但是在短時(shí)波動(dòng)的平抑，以及區(qū)域負(fù)荷平衡方面仍有欠缺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大規(guī)模光伏接入的電力系統(tǒng)儲(chǔ)能控制方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)采用儲(chǔ)能技術(shù)解決可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性問(wèn)題，但是在短時(shí)波動(dòng)的平抑，以及區(qū)域負(fù)荷平衡方面仍有欠缺的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種大規(guī)模光伏接入的電力系統(tǒng)儲(chǔ)能控制方法，包括以下步驟：

步驟1：將光伏發(fā)電站按照輸出電壓等級(jí)分別接入輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)，在配電網(wǎng)配置功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)，在輸電網(wǎng)配置能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)；

步驟2：所述功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)采用雙重滑動(dòng)平均算法計(jì)算儲(chǔ)能充放電策略，對(duì)配電網(wǎng)接入的光伏發(fā)電站輸出功率短時(shí)波動(dòng)進(jìn)行平抑；

步驟3：所述能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)先對(duì)輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)接入的光伏發(fā)電站進(jìn)行發(fā)電預(yù)測(cè)，對(duì)配電網(wǎng)接入的負(fù)荷進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，分別得到預(yù)測(cè)光伏出力曲線和預(yù)測(cè)負(fù)荷曲線，再采用預(yù)測(cè)控制方法，制定日操作計(jì)劃，在光伏倒送時(shí)段儲(chǔ)能，在夜間負(fù)荷時(shí)段發(fā)電。

本發(fā)明的進(jìn)一步方案是，所述步驟2中的雙重滑動(dòng)平均算法的計(jì)算公式為：

其中y₁，y₂，…y_t，…y_n為取樣周期內(nèi)的時(shí)間序列，M_t為取樣周期內(nèi)時(shí)間t的滑動(dòng)平均值，MM_t為取樣周期內(nèi)時(shí)間t的雙重滑動(dòng)平均值，N為滑動(dòng)平均算法跨度。

本發(fā)明的進(jìn)一步方案是，所述功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)的形式包括超級(jí)電容儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能以及快速充放電的電池儲(chǔ)能。

本發(fā)明的進(jìn)一步方案是，所述能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)的形式包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能以及大容量電池儲(chǔ)能。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

一、對(duì)配電網(wǎng)中中小型光伏發(fā)電系統(tǒng)采用功率型儲(chǔ)能，對(duì)輸電網(wǎng)中大型光伏發(fā)電系統(tǒng)采用能量型儲(chǔ)能，對(duì)不同的電壓等級(jí)采用不同的儲(chǔ)能系統(tǒng)；對(duì)于配電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)采用雙重滑動(dòng)平均算法計(jì)算儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)35kV及以下配電網(wǎng)接入光伏輸出功率短時(shí)波動(dòng)的平抑，采樣周期縮短一半，平抑效果更好，能夠得到更加平滑的光伏系統(tǒng)輸出功率；

二、對(duì)于輸電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)采用預(yù)測(cè)控制方法得出該類儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電調(diào)度計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)倒送輸電網(wǎng)光伏輸出功率的平抑并實(shí)現(xiàn)該區(qū)域負(fù)荷均衡；配電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)和輸電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)減少倒送功率對(duì)主網(wǎng)的影響，同時(shí)增加了該地區(qū)的新能源的并網(wǎng)容量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的電網(wǎng)架構(gòu)示意圖。

圖2為滑動(dòng)平均算法與雙重滑動(dòng)平均算法平抑波動(dòng)效果對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

一種大規(guī)模光伏接入的電力系統(tǒng)儲(chǔ)能控制方法，包括以下步驟：

步驟1：如圖1所示，將輸出電壓等級(jí)為0.38KV、10KV、35KV的中小型光伏發(fā)電站接入配電網(wǎng)，將輸出電壓等級(jí)為110KV、220KV的大中型光伏發(fā)電站接入輸電網(wǎng)；在配電網(wǎng)配置功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)的形式包括超級(jí)電容儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能以及快速充放電的電池儲(chǔ)能，持續(xù)充放電時(shí)間為秒級(jí)，具有功率密度大、響應(yīng)速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，但其容量相對(duì)較??；在輸電網(wǎng)配置能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)的形式包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能以及大容量電池儲(chǔ)能，其持續(xù)充放電時(shí)間為分鐘級(jí)，具有較高的能量密度，但循環(huán)壽命較短，不適于頻繁的充放電轉(zhuǎn)換。

步驟2：所述功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)采用雙重滑動(dòng)平均算法計(jì)算儲(chǔ)能充放電策略，對(duì)配電網(wǎng)接入的光伏發(fā)電站輸出功率短時(shí)波動(dòng)進(jìn)行平抑，減少短時(shí)功率波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響；所述雙重滑動(dòng)平均算法的計(jì)算公式為：

其中y₁，y₂，…y_t，…y_n為取樣周期內(nèi)的時(shí)間序列，M_t為取樣周期內(nèi)時(shí)間t的滑動(dòng)平均值，MM_t為取樣周期內(nèi)時(shí)間t的雙重滑動(dòng)平均值，N為滑動(dòng)平均算法跨度。

若普通滑動(dòng)平均算法的采樣周期為600秒，則雙重滑動(dòng)平均算法以300秒為采樣周期，以某地區(qū)600kW中小型光伏發(fā)電系統(tǒng)為例進(jìn)行仿真計(jì)算，時(shí)間為夏季某日10:00-15:00，天氣多云，通過(guò)滑動(dòng)平均算法和雙重滑動(dòng)平均算法對(duì)比平抑后光伏輸出功率如圖2所示，結(jié)合下表中的數(shù)據(jù)，可以看出，雙重滑動(dòng)平均算法對(duì)光伏系統(tǒng)輸出功率短時(shí)波動(dòng)的平抑效果更好，采用雙重滑動(dòng)平均算法能夠控制儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠得到更加平滑的光伏系統(tǒng)輸出功率。

步驟3：所述能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)先對(duì)輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)接入的光伏發(fā)電站進(jìn)行發(fā)電預(yù)測(cè)，對(duì)配電網(wǎng)接入的負(fù)荷進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，分別得到預(yù)測(cè)光伏出力曲線和預(yù)測(cè)負(fù)荷曲線，再采用預(yù)測(cè)控制方法，制定日操作計(jì)劃，在光伏倒送時(shí)段儲(chǔ)能，在夜間負(fù)荷時(shí)段發(fā)電，實(shí)現(xiàn)對(duì)倒送輸電網(wǎng)光伏輸出功率的平抑和吸收，保證該地區(qū)的負(fù)荷均衡，同時(shí)減少倒送功率對(duì)主網(wǎng)的影響，并增加新能源的并網(wǎng)容量。