一种基于风储协同系统的出力控制方法、装置、终端设备和储存介质与流程

    专利查询2025-12-25  8


    本发明涉及风储协同系统的控制,尤其涉及一种基于风储协同系统的出力控制方法、装置、终端设备和储存介质。


    背景技术:

    1、风储协同系统是指由风力发电系统和储能系统相互配合、协同工作的综合系统。在系统中,风力发电机(如双馈风机)主要负责将风能转化为电能,并通过电网传输给负载或电网;而储能系统(如电池储能)则用于在风能供应不足或电网需求波动时提供电力支持,以提高系统的稳定性和可靠性。风能作为一种间歇性能源,其输出功率受风速、风向等自然因素影响较大,存在较大的波动性和不确定性。储能系统的引入,可以通过在风能过剩时储存电能,在风能不足时释放电能,从而平抑功率波动,提高系统的稳定性。

    2、则通过风储协同控制,可以更加合理地利用风能资源和储能设备的容量。但是现有技术在进行风储协同控制时,并不能根据系统调频过程中不同的频率变化阶段来实现不同的风机惯性支撑以及储能下垂控制,比如,在进行风机的惯性支撑时,仅通过固定设置的风机惯性系数来实现转子动能的提供,在进行储能装置的下垂控制时,同样也采用固定的或基于历史经验下的下垂系数来实现储能的出力控制,而固定不变的系数会使得风储协同系统无法适应复杂多变的运行环境,则现有技术缺乏一种动态的优化策略,使得无法在系统不同运行条件下灵活调整风机和储能的出力,难以实现风机转子动能和储能电池的最大化利用,造成能源浪费。


    技术实现思路

    1、本发明实施例提供了一种基于风储协同系统的出力控制方法、装置、终端设备和储存介质,通过动态调整权重调节因子的策略,使得在系统不同运行条件下也能灵活调整风机和储能的出力,能有效解决现有技术中由于无法在系统不同运行条件下灵活调整风机和储能的出力,难以实现风机转子动能和储能电池的最大化利用,造成能源浪费的问题。

    2、本发明一实施例提供了一种基于风储协同系统的出力控制方法,包括:

    3、获取当前时刻的频率变化数据、风机的惯性系数以及储能的下垂系数;

    4、根据当前时刻匹配出对应的频率调频时段;其中,所述频率调频时段,包括:第一频率调频时段或第二频率调频时段;不同的频率调频时段对应不同的目标权重调节因子;每一目标权重调节因子,包括:用于表征可调节风机的惯性系数权重的第一权重调节因子以及用于表征可调节储能的下垂系数权重的第二权重调节因子;所述第一权重调节因子与所述第二权重调节因子不同;

    5、根据频率变化数据、惯性系数、储能的下垂系数以及频率调频时段对应的目标权重调节因子,生成用于调整风机出力的第一调频功率指令以及用于调整储能出力的第二调频功率指令;

    6、根据所述第一调频功率指令以及第二调频功率指令分别调整风机与储能的当前出力。

    7、优选地,所述频率变化数据,包括:当前时刻的频率变化率以及当前时刻的频率偏差量;

    8、所述根据频率变化数据以及频率调频时段对应的目标权重调节因子,生成用于调整风机出力的第一调频功率指令以及用于调整储能出力的第二调频功率指令,包括:

    9、在判定所述当前时刻对应的频率调频时段为第一频率调频时段时,根据当前时刻的频率变化率、风机的惯性系数以及第一权重调节因子生成用于调整风机出力的第一调频功率指令;根据当前时刻的频率偏差量、储能的下垂系数以及第二权重调节因子,生成用于调整储能出力的第二调频功率指令;其中,所述第一权重调节因子大于第二权重调节因子;

    10、在判定所述当前时刻对应的频率调频时段为第二频率调频时段时,根据当前时刻的频率变化率、风机的惯性系数以及第一权重调节因子生成用于调整风机出力的第一调频功率指令;根据当前时刻的频率偏差量、储能的下垂系数以及第二权重调节因子,生成用于调整储能出力的第二调频功率指令;其中,所述第一权重调节因子小于第二权重调节因子;

    11、其中,所述第一频率调频时段对应的频率变化率范围大于第二频率调频时段对应的频率变化率范围,所述第一频率调频时段对应的频率偏差范围小于第二频率调频时段对应的频率偏差范围。

    12、优选地,所述频率调频时段,包括:第三频率调频时段或第四频率调频时段;

    13、所述根据频率变化数据以及频率调频时段对应的目标权重调节因子,生成用于调整风机出力的第一调频功率指令以及用于调整储能出力的第二调频功率指令,包括:

    14、在判定所述当前时刻对应的频率调频时段为第三频率调频时段时,根据当前时刻的频率变化率、风机的惯性系数以及第一权重调节因子生成用于调整风机出力的第一调频功率指令;根据当前时刻的频率偏差量、储能的下垂系数以及第二权重调节因子,生成用于调整储能出力的第二调频功率指令;其中,所述第一权重调节因子等于第二权重调节因子,且所述第一权重调节因子与第二权重调节因子之和为第一预设权重阈值;

    15、在判定所述当前时刻对应的频率调频时段为第四频率调频时段时,根据当前时刻的频率变化率、风机的惯性系数以及第一权重调节因子生成用于调整风机出力的第一调频功率指令;根据当前时刻的频率偏差量、储能的下垂系数以及第二权重调节因子,生成用于调整储能出力的第二调频功率指令;其中,所述第一权重调节因子等于第二预设权重阈值,且所述第一权重调节因子与第二权重调节因子之和为第二预设权重阈值;所述第二预设权重阈值大于第一预设权重阈值;

    16、其中,所述第三频率调频时段的频率偏差处于调频死区范围内,第四频率调频时段的频率偏差不处于调频死区范围内,且第四频率调频时段的频率变化率范围大于第一频率调频时段。

    17、优选地,根据如下公式计算得出风机的惯性系数:

    18、

    19、其中,me为风机的惯性系数,δf1为风机的预设频率偏差值,s为风机的视在功率,δp*为在风机转子的转速恢复时所对应的补偿功率,h为惯性时间常数,ω*为风机的角速度;

    20、根据如下公式计算得出储能的下垂系数:

    21、

    22、其中,ke为储能的下垂系数,δ为双馈感应发电机的调差系数,pwn为双馈感应发电机的额定功率。

    23、优选地,所述第一频率调频时段对应的第一权重调节因子以及第二权重调节因子所对应的计算公式,包括:

    24、

    25、其中,da为第一权重调节因子,λ1为第一频率调频时段对应的变步长调节因子,δf2为第一频率调频时段对应的频率偏差值,db为第二权重调节因子。

    26、优选地,所述第二频率调频时段对应的第一权重调节因子以及第二权重调节因子所对应的计算公式,包括:

    27、

    28、其中,da为第一权重调节因子,λ2为第二频率调频时段对应的变步长调节因子,δf3为第二频率调频时段对应的频率偏差值,db为第二权重调节因子;第一频率调频时段对应的变步长调节因子与第二频率调频时段对应的变步长调节因子不同。

    29、优选地,所述根据所述第一调频功率指令以及第二调频功率指令分别调整风机与储能的当前出力,包括:

    30、将所述第一调频功率指令与mppt控制算法所对应的功率调频指令信号进行叠加,生成机侧变流器调频指令;

    31、将所述机侧变流器调频指令发送至风储协同系统中的机侧变流器,以使所述机侧变流器释放转子动能;

    32、将第二调频功率指令转化成电流指令,继而将所述电流指令发送至风储协同系统中的双向变换器中,以所述双向变换器调节储能电感的电流的大小和方向。

    33、在上述的方法实施例的基础上,本发明对应提供了装置项实施例。

    34、本发明一实施例提供了一种基于风储协同系统的出力控制装置,包括:数据获取模块、频率调频时段确定模块、调频功率指令生成模块以及出力控制模块;

    35、所述数据获取模块,用于获取当前时刻的频率变化数据、风机的惯性系数以及储能的下垂系数;

    36、所述频率调频时段确定模块,用于根据当前时刻匹配出对应的频率调频时段;其中,所述频率调频时段,包括:第一频率调频时段或第二频率调频时段;不同的频率调频时段对应不同的目标权重调节因子;每一目标权重调节因子,包括:用于表征可调节风机的惯性系数权重的第一权重调节因子以及用于表征可调节储能的下垂系数权重的第二权重调节因子;所述第一权重调节因子与所述第二权重调节因子不同;

    37、所述调频功率指令生成模块,用于根据频率变化数据、惯性系数、储能的下垂系数以及频率调频时段对应的目标权重调节因子,生成用于调整风机出力的第一调频功率指令以及用于调整储能出力的第二调频功率指令;

    38、所述出力控制模块,用于根据所述第一调频功率指令以及第二调频功率指令分别调整风机与储能的当前出力。

    39、在上述的方法实施例的基础上,本发明对应提供了终端设备项实施例。

    40、本发明另一实施例提供了一种终端设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的一种基于风储协同系统的出力控制方法。

    41、在上述的方法实施例的基础上,本发明对应提供了存储介质项实施例。

    42、本发明另一实施例提供了一种存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的一种基于风储协同系统的出力控制方法。

    43、通过实施本发明具有如下有益效果:

    44、本发明实施例提供了一种基于风储协同系统的出力控制方法、装置、终端设备和储存介质,本发明首先获取当前时刻的频率变化数据、风机的惯性系数以及储能的下垂系数,从而根据当前时刻匹配出对应的频率调频时段;而频率调频时段,可以为第一频率调频时段或第二频率调频时段,且第一频率调频时段与第二频率调频时段所对应的目标权重调节因子不同,则第一频率调频时段对应的第一权重调节因子、第二权重调节因子,与第二频率调频时段所对应的第一权重调节因子、第二权重调节因子也会不同,则可以在生成用于调整风机出力的第一调频功率指令以及用于调整储能出力的第二调频功率指令时,基于不同频率调频时段的判别后获取不同的权重调节因子来生成对应的指令,从而可以根据不同的频率时段应用不同的权重调节因子,实现了对风机和储能出力的动态调整。与现有技术相比,本发明可以引入了不同的权重调节因子,则就可以根据频率调频时段的不同,从而基于不同的权重调节因子来动态调整风机和储能的惯性系数和下垂系数所对应的权重,使得风储协同系统可以适应复杂多变的运行环境,即本发明可以通过动态调整权重调节因子的策略,使得在系统不同运行条件下也能灵活调整风机和储能的出力,则可以实现风机转子动能和储能电池的最大化利用,减少了能源浪费,提高了能源利用效率。


    技术特征:

    1.一种基于风储协同系统的出力控制方法,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的一种基于风储协同系统的出力控制方法,其特征在于,所述频率变化数据,包括:当前时刻的频率变化率以及当前时刻的频率偏差量;

    3.如权利要求2所述的一种基于风储协同系统的出力控制方法,其特征在于,所述频率调频时段,包括:第三频率调频时段或第四频率调频时段;

    4.如权利要求3所述的一种基于风储协同系统的出力控制方法,其特征在于,根据如下公式计算得出风机的惯性系数:

    5.如权利要求2所述的一种基于风储协同系统的出力控制方法,其特征在于,所述第一频率调频时段对应的第一权重调节因子以及第二权重调节因子所对应的计算公式,包括:

    6.如权利要求2所述的一种基于风储协同系统的出力控制方法,其特征在于,所述第二频率调频时段对应的第一权重调节因子以及第二权重调节因子所对应的计算公式,包括:

    7.如权利要求1所述的一种基于风储协同系统的出力控制方法,其特征在于,所述根据所述第一调频功率指令以及第二调频功率指令分别调整风机与储能的当前出力,包括:

    8.一种基于风储协同系统的出力控制装置,其特征在于,包括:数据获取模块、频率调频时段确定模块、调频功率指令生成模块以及出力控制模块;

    9.一种终端设备,其特征在于,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的一种基于风储协同系统的出力控制方法。

    10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的一种基于风储协同系统的出力控制方法。


    技术总结
    本发明公开了一种基于风储协同系统的出力控制方法、装置、终端设备和储存介质,可以基于不同频率调频时段的判别后获取不同的权重调节因子来生成对应的调整指令,从而可以根据不同的频率时段应用不同的权重调节因子,实现了对风机和储能出力的动态调整。则本发明引入了不同的权重调节因子,则可以根据频率调频时段的不同,从而基于不同的权重调节因子来动态调整风机和储能的惯性系数和下垂系数所对应的权重,使得风储协同系统可以适应复杂多变的运行环境,即通过动态调整权重调节因子的策略,使得在系统不同运行条件下也能灵活调整风机和储能的出力,则本发明可以实现风机转子动能和储能电池的最大化利用,减少了能源浪费。

    技术研发人员:林旭,喻振帆,王巍桦,陈玥,林英明
    受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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