新能源场站配储电站的能量控制方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及风力发电场控制领域，具体地涉及一种新能源场站配储电站的能量控制方法、一种新能源场站配储电站的能量控制装置以及一种机器可读存储介质。

背景技术：

1、随着国内新能源场站建设规模日益扩大，新能源发电技术逐步成熟。然而，新能源发电具有间歇性出力、波动大以及不可预测性等特点，在一定程度上不利于电网的安全稳定运行。为了解决这一问题，储能技术应运而生。

2、储能电站通过储存多余的电能并在需要时释放，即通过合理的能量控制，有效地弥补新能源场站的波动对于电网冲击的平滑适应。因此，何时进行储存、何时进行释放、采用什么策略进行存储、释放等是实现弥补新能源场站的波动的关键。

技术实现思路

1、本发明实施方式的目的是提供一种新能源场站配储电站的能量控制方法、装置及存储介质，该方法根据新能源场站运行参数以及储能电站运行参数制定了适用于短时内秒级时间尺度下稳定电网频率的自适应频率策略，可以针对电网波动完成幅度小、周期短的微小变动分量调整，同时也制定了适用于长时内小时级时间尺度下对新能源场站输出功率进行平稳的功率平稳化策略，实现平抑由于功率波动造成的电网失稳，提高电能质量，降低电网受端及用端不平衡冲击，帮助保障电网安全运营。通过多时间维度的控制调节方式，在电网安全性、新能源发电经济性上获得多重保障。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种新能源场站配储电站的能量控制方法，所述方法包括：

3、获取新能源场站运行参数以及储能电站运行参数；

4、根据新能源场站运行参数以及储能电站运行参数确定当前是否需要执行控制策略，所述控制策略包括：自适应频率策略和功率平稳化策略；

5、在确定需要执行控制策略的情况下，根据新能源场站运行参数以及储能电站运行参数确定储能电站总有功功率设定值；

6、根据储能电站总有功功率设定值以及储能电站运行参数确定各可用储能单元的有功功率设定值；

7、根据各储能单元的有功功率设定值下发控制指令到对应储能单元。

8、根据上述技术手段，将根据新能源场站运行参数以及储能电站运行参数制定了适用于短时内秒级时间尺度下稳定电网频率的自适应频率策略，可以针对电网波动完成幅度小、周期短的微小变动分量调整，同时也制定了适用于长时内小时级时间尺度下对新能源场站输出功率进行平稳的功率平稳化策略，实现平抑由于功率波动造成的电网失稳，提高电能质量，降低电网受端及用端不平衡冲击，帮助保障电网安全运营。通过多时间维度的控制调节方式，在电网安全性、新能源发电经济性上获得多重保障。

9、本技术实施例中，所述新能源场站运行参数至少包括：当前场站有功功率、频率偏离时刻场站有功功率、场站额定有功功率、电网额定频率死区、电网实时频率以及电网额定频率；

10、根据新能源场站运行参数以及储能电站运行参数确定当前是否需要执行控制策略，包括：

11、计算电网实时频率与电网额定频率的第一差值；

12、判断第一差值的绝对值是否超过电网额定频率死区，若超过，则判定需要执行自适应频率策略。

13、将当前场站有功功率与场站调度功率进行比较，若当前场站有功功率与场站调度功率不相等，则判定需要执行功率平稳化策略。

14、根据上述技术手段，可以根据采集到的电网实时频率与额定频率的第一差值是否超过电网额定频率死区来判定是否需要执行自适应频率策略，判定规则简单，在新能源场站运行参数发生变化时就能够快速进行判断，提高响应速度。

15、本技术实施例中，所述新能源场站运行参数还包括：当前场站有功功率计算值、频率偏离时刻场站有功功率、场站额定有功功率以及频率调差率；所述储能电站总有功功率设定值包括：储能电站总有功功率第一设定值；

16、在判定需要执行自适应频率策略的情况下，根据新能源场站运行参数以及储能电站运行参数确定储能电站总有功功率设定值，包括：

17、若第一差值为正值，则根据如下公式场站有功功率计算值作为场站有功功率目标值：

18、

19、其中，pc为场站有功功率计算值，p0为频率偏离时刻场站有功功率，pn场站额定有功功率，fr为电网实时频率，fn为电网额定频率，fd为电网额定频率死区，δ％为频率调差率；

20、若第一差值为负值，则根据如下公式计算场站有功功率计算值作为场站有功功率目标值：

21、

22、计算场站有功功率目标值与当前场站有功功率的第二差值作为储能电站总有功功率第一设定值；

23、若储能电站总有功功率第一设定值为正，则储能电站放电，若储能电站总有功功率第一设定值为负，则储能电站充电。

24、根据上述技术手段，可以根据新能源场站运行参数计算得到场站有功功率目标值场站有功功率目标值与当前场站有功功率之间的差值即为储能电站需要调控的量，精确计算调控量，为后续调控提供准确的调整目标。

25、本技术实施例中，所述新能源场站运行参数还包括：场站功率下调限幅以及场站功率上调限幅；

26、所述方法还包括：

27、若所述第一差值为正值，则从场站有功功率计算值与场站功率下调限幅值中确定最小值作为场站有功功率目标值；

28、场站功率下调限幅值根据如下公式计算：

29、(1-rdown)·(pw+pes)；

30、其中，rdown为场站功率下调限幅，pw为当前场站有功功率，pes为储能电站当前有功功率；

31、若所述第一差值为负值，则从场站有功功率计算值与场站功率上调限幅值中确定最大值作为场站有功功率目标值；

32、场站功率上调限幅值根据如下公式计算：

33、(1+rup)·(pw+pes)；

34、其中，rup为场站功率上调限幅。

35、根据上述技术手段，以场站功率上调限幅值以及场站功率下调限幅值来对场站有功功率目标值进行限制，避免了场站功率短时调节量过大造成波动。

36、在本技术实施例中，所述储能电站运行参数包括：储能电站当前有功功率、储能电站当前最大放电功率、储能电站当前最大充电功率；

37、若第二差值为正，则从第二差值与储能电站当前最大放电功率中确定最小值作为储能电站总有功功率第一设定值；

38、若第二差值为负，则从第二差值与储能电站当前最大充电功率中确定最大值作为储能电站总有功功率第一设定值。

39、根据上述技术手段，以储能电站当前最大放电功率以及储能电站当前最大充电功率来对储能电站总有功功率第一设定值进行限制，避免了设定的储能电站目标超出其能力范围，影响储能电站正常工作。

40、本技术实施例中，根据储能电站总有功功率设定值以及储能电站运行参数确定各可用储能单元的有功功率设定值，包括：

41、计算储能电站总有功功率第一设定值分配到各可用储能单元的均值作为各可用储能单元的有功功率第一设定值；或者

42、若储能电站总有功功率第一设定值为正，则从所述均值与对应可用储能单元的当前最大放电功率中确定最小值作为对应可用储能单元的有功功率第一设定值；

43、若储能电站总有功功率第一设定值为负，则从所述均值与对应可用储能单元的当前最大充电功率中确定最大值作为对应可用储能单元的有功功率第一设定值。

44、根据上述技术手段，将储能电站总有功功率第一设定值均分到各可用储能单元，实现快速调控，同时，考虑各可用储能单元的动作能力，避免各可用储能单元的有功功率第一设定值超出其能力范围，影响储能单元的正常工作。

45、在本技术实施例中，所述新能源场站运行参数包括：当前场站有功功率以及场站调度功率；

46、根据新能源场站运行参数以及储能电站运行参数确定当前是否需要执行控制策略，包括：

47、将当前场站有功功率与场站调度功率进行比较，若当前场站有功功率与场站调度功率不相等，则判定需要执行功率平稳化策略。

48、根据上述技术手段，根据当前场站有功功率与场站调度功率判断是否需要执行功率平稳化策略，判定规则简单，在新能源场站运行参数发生变化时就能够快速进行判断，提高响应速度。

49、本技术实施例中，所述新能源场站运行参数还包括：储能电站当前最大放电功率以及储能电站当前最大充电功率；所述储能电站总有功功率设定值包括：储能电站总有功功率第二设定值；

50、在判定需要执行功率平稳化策略的情况下，根据新能源场站运行参数以及储能电站运行参数确定储能电站总有功功率设定值，包括：

51、计算场站调度功率与当前场站有功功率的第三差值作为储能电站总有功功率第二设定值；

52、或者，计算场站调度功率与当前场站有功功率的第三差值作为储能电站总有功功率第二设定值；

53、若所述第三差值为正，则从第三差值与储能电站当前最大放电功率中确定最小值作为储能电站总有功功率第二设定值；

54、若所述第三差值为正，则从第三差值与储能电站当前最大充电功率中确定最大值作为储能电站总有功功率第二设定值。

55、根据上述技术手段，可以根据场站调度功率计算得到储能电站需要调控的量，精确计算调控量，为后续调控提供准确的调整目标；以储能电站当前最大放电功率以及储能电站当前最大充电功率来对储能电站总有功功率第二设定值进行限制，避免了设定的储能电站目标超出其能力范围，影响储能电站正常工作。

56、本技术实施例中，根据储能电站总有功功率设定值以及储能电站运行参数确定各可用储能单元的有功功率设定值，包括：

57、若所述储能电站总有功功率第二设定值为正值，则计算各可用储能单元的当前最大放电功率在所有可用储能单元的当前最大放电功率总和中的第一占比；计算第一占比与储能电站总有功功率第二设定值的乘积作为对应可用储能单元的有功功率第二设定值；

58、若所述储能电站总有功功率第二设定值为负值，则计算各可用储能单元的当前最大充电功率在所有可用储能单元的当前最大充电功率总和中的第二占比；计算第二占比与储能电站总有功功率第二设定值的乘积作为对应可用储能单元的有功功率第二设定值；或者

59、若所述储能电站总有功功率第二设定值为正值，则从第一占比与储能电站总有功功率第二设定值的乘积与对应可用储能单元的当前最大放电功率中确定最小值作为对应可用储能单元的有功功率第二设定值；

60、若所述储能电站总有功功率第二设定值为负值，则从第二占比与储能电站总有功功率第二设定值的乘积与对应可用储能单元的当前最大充电功率中确定最大值作为对应可用储能单元的有功功率第二设定值。

61、根据上述技术手段，按照各可用储能单元的当前最大充放电功率在对应的所有可用储能单元的当前最大充放电功率总和中的占比来进行功率值的分配，各可用储能单元均衡调节，同时，以对应可用储能单元的当前最大充放电功率作为限制条件，避免各可用储能单元的调节量超出其能力范围，影响储能电站正常工作。

62、在本技术实施例中，所述可用储能单元根据如下方式确定：

63、判断储能单元的储能变流器是否存在故障；

64、判断储能单元的储能变流器控制模式是否非远程；

65、判断储能单元的储能变流器是否非恒功率模式；

66、判断储能单元充电时电池组是否禁充；

67、判断储能单元充电时电池组荷电状态是否达到上限；

68、判断储能单元放电时电池组是否禁放；

69、判断储能单元放电时电池组荷电状态是否达到下限；

70、若上述条件全部为否，则对应电池单元为可用储能单元。

71、根据上述技术手段，可以从所有储能单元中确定出可用储能单元，保障自适应频率策略以及功率平稳化策略能够有效执行。

72、本技术第二方面提供一种新能源场站配储电站的能量控制装置，包括：

73、数据获取单元，用于获取新能源场站运行参数以及储能电站运行参数；

74、控制判定单元，用于根据新能源场站运行参数以及储能电站运行参数确定当前是否需要执行控制策略，所述控制策略包括：自适应频率策略和功率平稳化策略；

75、总有功确定单元，用于在确定需要执行控制策略的情况下，根据新能源场站运行参数以及储能电站运行参数确定储能电站总有功功率设定值；

76、单元有功确定单元，用于根据储能电站总有功功率设定值以及储能电站运行参数确定各可用储能单元的有功功率设定值；

77、执行单元，用于根据各储能单元的有功功率设定值下发控制指令到对应储能单元。

78、根据上述技术手段，将根据新能源场站运行参数以及储能电站运行参数制定了适用于短时内秒级时间尺度下稳定电网频率的自适应频率策略，可以针对电网波动完成幅度小、周期短的微小变动分量调整，同时也制定了适用于长时内小时级时间尺度下对新能源场站输出功率进行平稳的功率平稳化策略，实现平抑由于功率波动造成的电网失稳，提高电能质量，降低电网受端及用端不平衡冲击，帮助保障电网安全运营。通过多时间维度的控制调节方式，在电网安全性、新能源发电经济性上获得多重保障。

79、本技术第三方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行所述的新能源场站配储电站的能量控制方法。

80、上述技术方案的有益效果包括以下几个方面：

81、1、提高了新能源场站的能源利用率：通过合理控制储能电站的能量，可以实现对新能源场站的有效管理和控制，更大限度地利用新能源场站产生的电能，减少能源浪费。

82、2、提高新能源场站的供电可靠性：通过对储能电站的多时间尺度下的能量控制，可以在新能源场站的跟踪调度不够理想或电网出现频率偏差时，及时提供能量补充或吸收，保证场站向电网供电的可靠性。

83、3、促进新能源的发展和应用：通过提高新能源场站的能量管理和控制水平，可以增强新能源的竞争力，推动新能源的发展，提升新能源消纳能力。

84、本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。