CN105656027B - 风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法及装置，其中，该方法包括：实时获取储能电站的有功功率和无功电压；根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级；根据确定的优先级，对有功功率指令和无功电压指令进行调整。该方案可实现根据紧迫程度对储能电站的有功功率和无功电压进行协调修正。

Description

风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别涉及一种风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法及装置。

背景技术

以风电为代表的新能源在过去10年间得到了突飞猛进的发展，截止到2015年6月份，我国全国风电累计并网容量10553万千瓦，风电累计装机和新增装机规模均位居世界第一。新能源的快速发展为规模化储能提供了广阔的应用空间。利用储能装置实现风电等间歇式能源在时间上的重新分布，可起到聚纳弃风、削峰填谷和平滑波动的作用，从而提升新能源发电连续性和稳定性，提高电网消纳风电的能力。近10年来全球兆瓦级及以上规模的储能示范工程达180余项，其中应用于风电场等可再生能源并网的占比达到39％，是占比最高的应用领域。

目前围绕规模化储能与风电的联合已开展了一些研究，并通过示范工程实现了实际应用。在有功优化方面主要围绕平滑风电出力波动和提高新能源电站跟踪调度计划能力两方面开展研究。平滑风电出力波动或采用基于低通滤波的策略有选择性的平滑风电出力的高频波动，或采用滑动平均法确定未来储能平滑的目标值，但是由于风电的波动性并未进行考核，风电场没有优化其出力的驱动力，上述成果多停留于试验示范阶段。跟踪计划出力方面的研究多是考虑储能跟踪计划应用的储能容量优化的理论研究，在储能参与电压/无功调节方面，有学者基于超导储能和超级电容器开展了少数理论研究，充分利用超级电容器和超导储能快速响应的优点设计了暂态电压支撑功能。有研究初步设计了电化学储能参与无功控制的策略，在考虑有功出力的约束下实现了各储能单元无功的动态分配，但并未考虑有功与无功的协调策略。

综上所述，目前针对储能参与有功或无功电压的单一控制的研究已经有一定积累，但现有成果未统筹考虑有功与无功电压的协调需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法，以解决现有技术中无法满足有功与无功电压协调需求的技术问题。该方法包括：实时获取储能电站的有功功率和无功电压；根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级；根据确定的优先级，对有功功率指令和无功电压指令进行调整。

在一个实施例中，根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级，包括：将储能电站的运行状态划分为5个区，该5个区为正常控制区、自由控制区、有功优先控制区、电压优先控制区和紧急控制区，其中，在所述正常控制区中，有功功率的偏差和无功电压的偏差均处于控制死区内，不对有功功率指令和无功电压指令进行调整；在所述自由控制区中，有功功率的偏差和无功电压的偏差均处于符合电网运行要求的预设范围内，对有功功率指令和无功电压指令的调整具有同等的优先级；在所述有功优先控制区中，无功电压的偏差处于预设范围内，有功功率的偏差大于预设最大有功偏差值，对有功功率指令进行调整的优先级高于对无功电压指令进行调整的优先级；在所述电压优先控制区中，有功功率的偏差处于预设范围内，无功电压的偏差大于预设最大电压偏差值，对无功电压指令进行调整的优先级高于对有功功率指令进行调整的优先级；在所述紧急控制区中，有功功率的偏差大于预设最大有功偏差值，无功电压的偏差大于预设最大电压偏差值，根据电网当前运行要求中有功功率和无功电压的重要性，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级；根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定储能电站的运行状态当前所处的区，根据储能电站的运行状态当前所处的区确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级。

在一个实施例中，对有功功率指令进行调整，包括：当P_{wind_forecast}<P_dispatch-P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_{wind_forecast}；

P_{ref_BESS}＝0；

当P_dispatch-P_{BESS_N}≤P_{wind_forecast}<P_dispatch+P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_{wind_forecast}；

P_{ref_BESS}＝P_dispatch-P_{wind_forecast}；

当P_{wind_forecast}≥P_dispatch+P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_dispatch+P_{BESS_N}；

P_{ref_BESS}＝-P_{BESS_N}；

其中，P_{wind_forecast}为风电场下个指令周期的预测出力，P_dispatch为调度下达的有功功率指令，P_{BESS_N}为储能电站额定功率，P_{ref_wind}为风电场下个指令周期的有功功率指令，P_{ref_BESS}为储能电站下个指令周期的有功功率指令。

在一个实施例中，对无功电压指令进行调整，包括：通过以下公式调整无功电压指令：

ΔV＝V_bus-V_ref；

其中，ΔV为风储联合发电系统并网点的无功电压的偏差，V_bus为风储联合发电系统并网点的实时无功电压值，V_ref为风储联合发电系统并网点的无功电压参考值，ΔQ_ref为调整后的无功电压指令，K为储能电站对并网点母线的无功电压灵敏度系数，V_dead为电压死区。

本发明实施例还提供了一种风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制装置，以解决现有技术中无法满足有功与无功电压协调需求的技术问题。该装置包括：获取模块，用于实时获取储能电站的有功功率和无功电压；优先级确定模块，用于根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级；控制模块，用于根据确定的优先级，对有功功率指令和无功电压指令进行调整。

在一个实施例中，所述优先级确定模块，包括：划分单元，用于将储能电站的运行状态划分为5个区，该5个区为正常控制区、自由控制区、有功优先控制区、电压优先控制区和紧急控制区，其中，在所述正常控制区中，有功功率的偏差和无功电压的偏差均处于控制死区内，不对有功功率指令和无功电压指令进行调整；在所述自由控制区中，有功功率的偏差和无功电压的偏差均处于符合电网运行要求的预设范围内，对有功功率指令和无功电压指令的调整具有同等的优先级；在所述有功优先控制区中，无功电压的偏差处于预设范围内，有功功率的偏差大于预设最大有功偏差值，对有功功率指令进行调整的优先级高于对无功电压指令进行调整的优先级；在所述电压优先控制区中，有功功率的偏差处于预设范围内，无功电压的偏差大于预设最大电压偏差值，对无功电压指令进行调整的优先级高于对有功功率指令进行调整的优先级；在所述紧急控制区中，有功功率的偏差大于预设最大有功偏差值，无功电压的偏差大于预设最大电压偏差值，根据电网当前运行要求中有功功率和无功电压的重要性，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级；优先级确定单元，用于根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定储能电站的运行状态当前所处的区，根据储能电站的运行状态当前所处的区确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级。

在一个实施例中，所述控制模块具体用于当P_{wind_forecast}<P_dispatch-P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_{wind_forecast}；

P_{ref_BESS}＝0；

当P_dispatch-P_{BESS_N}≤P_{wind_forecast}<P_dispatch+P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_{wind_forecast}；

P_{ref_BESS}＝P_dispatch-P_{wind_forecast}；

当P_{wind_forecast}≥P_dispatch+P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_dispatch+P_{BESS_N}；

P_{ref_BESS}＝-P_{BESS_N}；

其中，P_{wind_forecast}为风电场下个指令周期的预测出力，P_dispatch为调度下达的有功功率指令，P_{BESS_N}为储能电站额定功率，P_{ref_wind}为风电场下个指令周期的有功功率指令，P_{ref_BESS}为储能电站下个指令周期的有功功率指令。

在一个实施例中，所述控制模块具体还用于通过以下公式调整无功电压指令：

ΔV＝V_bus-V_ref；

其中，ΔV为风储联合发电系统并网点的无功电压的偏差，V_bus为风储联合发电系统并网点的实时无功电压值，V_ref为风储联合发电系统并网点的无功电压参考值，ΔQ_ref为调整后的无功电压指令，K为储能电站对并网点母线的无功电压灵敏度系数，V_dead为电压死区。

在本发明实施例中，实时获取储能电站的有功功率和无功电压，确定有功功率的偏差和无功电压的偏差，并根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级，进而可以实现根据优先级来对有功功率指令和无功电压指令进行调整，可实现根据紧迫程度对储能电站的有功功率和无功电压进行协调修正，从而兼顾了对有功功率指令和无功电压指令的协调控制需求，避免极端运行工况的发生。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种风储联合发电系统的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种风储联合发电系统有功-电压分区协调控制策略的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种风储联合发电系统有功-电压协调控制策略的示意图；

图5(a)是本发明实施例提供的一种不限电工况下单风电场有功出力的曲线图；

图5(b)是本发明实施例提供的一种限电工况下单风电场有功出力的曲线图；

图5(c)是本发明实施例提供的一种限电工况下风储联合发电系统有功出力的曲线图；

图6(a)是本发明实施例提供的一种储能系统有功出力及运行状态变化的曲线图；

图6(b)是本发明实施例提供的一种储能系统无功出力及运行状态变化的曲线图；

图7(a)是本发明实施例提供的一种单风电场时并网点电压的曲线图；

图7(b)是本发明实施例提供的一种风储联合发电系统时并网点电压的曲线图；

图8是本发明实施例提供的一种风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明实施例中，提供了一种风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101：实时获取储能电站的有功功率和无功电压；

步骤102：根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级；

步骤103：根据确定的优先级，对有功功率指令和无功电压指令进行调整。

由图1所示的流程可知，在本发明实施例中，实时获取储能电站的有功功率和无功电压，确定有功功率的偏差和无功电压的偏差，并根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级，进而可以实现根据优先级来对有功功率指令和无功电压指令进行调整，可实现根据紧迫程度对储能电站的有功功率和无功电压进行协调修正，从而兼顾了对有功功率指令和无功电压指令的协调控制需求，避免极端运行工况的发生。

具体实施时，如图2所示，风储联合发电系统与其他风电场汇集于统一变电站A，通过相同送电通道送出。由于送电通道有限，在大风期风电场存在限电情况。假设图2中所有风电装机容量为PTotal，汇集站A与汇集站B之间线路的送出极限为Pmax，当PTotal>Pmax时，通道在大风时刻不能够将风电完全送出，部分风电场将会出现弃风的情况。针对风储联合发电系统有功功率与无功电压控制的双重要求，本申请提出基于优先级分区的有功-电压协调控制策略，以调节风储联合发电系统有功功率为主，兼顾并网点无功电压的合格情况，通过优先级划分解决了有功功率控制与无功电压控制的协调问题。

具体实施时，在本实施例中，根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级，包括：将储能电站的运行状态划分为5个区，该5个区为正常控制区、自由控制区、有功优先控制区、电压优先控制区和紧急控制区，其中，在所述正常控制区中，有功功率的偏差和无功电压的偏差均处于控制死区内，不对有功功率指令和无功电压指令进行调整；在所述自由控制区中，有功功率的偏差和无功电压的偏差均处于符合电网运行要求的预设范围内(比如，冀北对风电场并网点电压的要求是正负0.5kV，有功控制的偏差可以是额定装机容量的2％)，对有功功率指令和无功电压指令的调整具有同等的优先级；在所述有功优先控制区中，无功电压的偏差处于预设范围内，有功功率的偏差大于预设最大有功偏差值，对有功功率指令进行调整的优先级高于对无功电压指令进行调整的优先级；在所述电压优先控制区中，有功功率的偏差处于预设范围内，无功电压的偏差大于预设最大电压偏差值，对无功电压指令进行调整的优先级高于对有功功率指令进行调整的优先级；在所述紧急控制区中，有功功率的偏差大于预设最大有功偏差值，无功电压的偏差大于预设最大电压偏差值，根据电网当前运行要求中有功功率和无功电压的重要性，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级；根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定储能电站的运行状态当前所处的区，根据储能电站的运行状态当前所处的区确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级。

具体的，根据储能电站有功功率和无功电压的偏差的严重程度，将储能电站的运行状态划分为5个区，如图3所示：

1)正常控制区。即图3中的0区，此时有功功率的偏差和无功电压偏离风储联合发电系统并网点电压参考值V_ref的偏差均处于控制死区范围内，不对储能电站输出做出调整，即不对有功功率指令和无功电压指令进行调整。

3)有功优先控制区。即图3中的II区，当储能电站的运行状态位于II区时，储能电站当前的无功电压的偏差处于合理的范围，但是有功功率的偏差超过预设最大有功偏差值ΔP_max，因此优先调整储能系统的有功功率，即对有功功率指令进行调整的优先级高于对无功电压指令进行调整的优先级，当时，d轴电流参考值不变，有i″_dref＝i′_dref，q轴电流参考值修正为

4)电压优先控制区。即图3中的III区，当储能电站的运行状态位于III区时，储能电站当前的有功功率的偏差处于合理的范围，但是无功电压的偏差超过预设最大电压偏差值ΔV_max，因此优先调整储能电站的无功电压，即对无功电压指令进行调整的优先级高于对有功功率指令进行调整的优先级，当时，q轴电流参考值不变，有i′_qref＝i_qref，d轴电流参考值修正为

具体实施时，有功控制采用“风电跟踪，储能补偿”的模式进行控制，风电出力跟踪调度下达的计划指令，储能补偿二者的差值。为了确保储能预留足够裕度用于跟踪主站指令，当风电当前时刻出力与下达指令偏差超过储能额定容量时储能将不参与调节，具体在本实施例中，对有功功率指令进行调整，包括：

当P_{wind_forecast}<P_dispatch-P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_{wind_forecast}； (1)

P_{ref_BESS}＝0； (2)

当P_dispatch-P_{BESS_N}≤P_{wind_forecast}<P_dispatch+P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_{wind_forecast}； (3)

P_{ref_BESS}＝P_dispatch-P_{wind_forecast}； (4)

当P_{wind_forecast}≥P_dispatch+P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_dispatch+P_{BESS_N}； (5)

P_{ref_BESS}＝-P_{BESS_N}； (6)

其中，P_{wind_forecast}为风电场下个指令周期的预测出力，P_dispatch为调度下达的有功功率指令，P_{BESS_N}为储能电站额定功率，P_{ref_wind}为风电场下个指令周期的有功功率指令，P_{ref_BESS}为储能电站下个指令周期的有功功率指令(即调整后的有功功率指令)。

具体实施时，目前AVC主站下发给新能源AVC子站的指令多为恒电压指令，因此本申请以风储联合发电系统并网点的无功电压为控制目标，采用电压下垂控制策略调整储能系统的无功输出。同时为了避免储能无功频繁波动，增加了电压死区。具体的在本实施例中，对无功电压指令进行调整，包括：

通过以下公式调整无功电压指令：

ΔV＝V_bus-V_ref； (7)

其中，ΔV为风储联合发电系统并网点的无功电压的偏差，V_bus为风储联合发电系统并网点的实时无功电压值，V_ref为风储联合发电系统并网点的无功电压参考值，ΔQ_ref为调整后的无功电压指令，K为储能电站对并网点母线的无功电压灵敏度系数，V_dead为电压死区。

本申请结合风电汇集的特点总结了风储联合发电系统在有功和电压控制方面的技术需求，在此基础上分别设计了利用储能电站提升风储联合发电系统有功跟踪和电压控制性能的解决方案，重点针对有功与电压协调的问题提出了基于优先级分区的协调控制策略，最终通过仿真模型进行了验证。例如，以下结合具体示例来说明上述风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法，选择某一天风电出力波动较大的一天进行长周期仿真分析，图5(a)、5(b)、5(c)分别展示了不限电时单风电场有功(即有功功率)以及限电工况下单风电场和风储联合发电系统的有功变化情况。当不限电时风电场自由出力，最大出力为345MW，风电场接近满发，最小出力仅为20MW，当天出力波动波幅达到93％。当考虑断面出力限制时，如果不考虑储能的调节作用，风电场有功出力如图4中红色曲线所示，风电场自2:50至17:50一直存在限电的情况，且最大出力仅为232MW。

当考虑储能出力时，风储联合发电系统在10:00-12:00时刻和17:00-21:30区段内有明显出力提升，最大出力提升为282.0MW，较不考虑储能时提升14.2％。同时由于储能电站存在，提升了风电场在集群有功分配中的主动性，获取到更大的发电份额，累计发电量增加241.7MWh，较不考虑储能时发电量提升了6.0％。

图6(a)、6(b)分别为考虑本专利采取策略时储能电站有功/无功出力及控制状态，储能电站当天大多数时刻处于控制0区和I区，有功和无功无需调整或自由调整。在0:00-1:20、10:45-13:10、15:30-18:00三个时间段储能电站处于控制II区即有功优先区，需优先满足储能的有功调节需求，其中10:55-11:40和15:30-18:00时刻储能电站有功接近额定功率，无功出力相应降低至0，上述调整对电压有一定影响，但是由于无功调节幅度较小，对电压的影响在允许范围内。

在18:00-19:00风储联合发电系统处于控制IV区即紧急控制区，此时有功和电压均偏离了控制目标，储能根据1:1的比例调整其有功/无功输出。在19:00以后SOC降低至0.2以下，储能有功出力逐渐降低，储能电站由IV进入控制III区，优先调节其无功出力。

由于储能参与了有功功率、无功电压协调控制，并网点电压得到了显著改善，并网点最大偏差由0.033p.u.降低为0.023p.u.，降幅30％，具体如图7(a)、7(b)所示。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制装置，如下面的实施例所述。由于风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制装置解决问题的原理与风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法相似，因此风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制装置的实施可以参见风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图8是本发明实施例的风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制装置的一种结构框图，如图8所示，包括：获取模块801、优先级确定模块802和控制模块803，下面对该结构进行说明。

获取模块801，用于实时获取储能电站的有功功率和无功电压；

优先级确定模块802，与获取模块801连接，用于根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级；

控制模块803，与优先级确定模块802连接，用于根据确定的优先级，对有功功率指令和无功电压指令进行调整。

在一个实施例中，所述优先级确定模块，包括：划分单元，用于将储能电站的运行状态划分为5个区，该5个区为正常控制区、自由控制区、有功优先控制区、电压优先控制区和紧急控制区，其中，在所述正常控制区中，有功功率的偏差和无功电压的偏差均处于控制死区内，不对有功功率指令和无功电压指令进行调整；在所述自由控制区中，有功功率的偏差和无功电压的偏差均处于符合电网运行要求的预设范围内，对有功功率指令和无功电压指令的调整具有同等的优先级；在所述有功优先控制区中，无功电压的偏差处于预设范围内，有功功率的偏差大于预设最大有功偏差值，对有功功率指令进行调整的优先级高于对无功电压指令进行调整的优先级；在所述电压优先控制区中，有功功率的偏差处于预设范围内，无功电压的偏差大于预设最大电压偏差值，对无功电压指令进行调整的优先级高于对有功功率指令进行调整的优先级；在所述紧急控制区中，有功功率的偏差大于预设最大有功偏差值，无功电压的偏差大于预设最大电压偏差值，根据电网当前运行要求中有功功率和无功电压的重要性，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级；优先级确定单元，用于根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定储能电站的运行状态当前所处的区，根据储能电站的运行状态当前所处的区确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级。

在一个实施例中，所述控制模块具体用于当P_{wind_forecast}<P_dispatch-P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_{wind_forecast}；

P_{ref_BESS}＝0；

当P_dispatch-P_{BESS_N}≤P_{wind_forecast}<P_dispatch+P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_{wind_forecast}；

P_{ref_BESS}＝P_dispatch-P_{wind_forecast}；

当P_{wind_forecast}≥P_dispatch+P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_dispatch+P_{BESS_N}；

P_{ref_BESS}＝-P_{BESS_N}；

其中，P_{wind_forecast}为风电场下个指令周期的预测出力，P_dispatch为调度下达的有功功率指令，P_{BESS_N}为储能电站额定功率，P_{ref_wind}为风电场下个指令周期的有功功率指令，P_{ref_BESS}为储能电站下个指令周期的有功功率指令。

在一个实施例中，所述控制模块具体还用于通过以下公式调整无功电压指令：

ΔV＝V_bus-V_ref；

其中，ΔV为风储联合发电系统并网点的无功电压的偏差，V_bus为风储联合发电系统并网点的实时无功电压值，V_ref为风储联合发电系统并网点的无功电压参考值，ΔQ_ref为调整后的无功电压指令，K为储能电站对并网点母线的无功电压灵敏度系数，V_dead为电压死区。

在本发明实施例中，实时获取储能电站的有功功率和无功电压，确定有功功率的偏差和无功电压的偏差，并根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级，进而可以实现根据优先级来对有功功率指令和无功电压指令进行调整，可实现根据紧迫程度对储能电站的有功功率和无功电压进行协调修正，从而兼顾了对有功功率指令和无功电压指令的协调控制需求，避免极端运行工况的发生。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法，其特征在于，包括：

实时获取储能电站的有功功率和无功电压；

根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级，其中，所述有功功率的偏差是有功功率与储能电站下个指令周期的有功功率指令的偏差，所述无功电压的偏差是无功电压与风储联合发电系统并网点的无功电压参考值的偏差；

根据确定的优先级，对有功功率指令和无功电压指令进行调整；

根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级，包括：

将储能电站的运行状态划分为5个区，该5个区为正常控制区、自由控制区、有功优先控制区、电压优先控制区和紧急控制区，其中，在所述正常控制区中，有功功率的偏差和无功电压的偏差均处于控制死区内，不对有功功率指令和无功电压指令进行调整；在所述自由控制区中，有功功率的偏差和无功电压的偏差均处于符合电网运行要求的预设范围内，对有功功率指令和无功电压指令的调整具有同等的优先级；在所述有功优先控制区中，无功电压的偏差处于预设范围内，有功功率的偏差大于预设最大有功偏差值，对有功功率指令进行调整的优先级高于对无功电压指令进行调整的优先级；在所述电压优先控制区中，有功功率的偏差处于预设范围内，无功电压的偏差大于预设最大电压偏差值，对无功电压指令进行调整的优先级高于对有功功率指令进行调整的优先级；在所述紧急控制区中，有功功率的偏差大于预设最大有功偏差值，无功电压的偏差大于预设最大电压偏差值，根据电网当前运行要求中有功功率和无功电压的重要性，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级；

根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定储能电站的运行状态当前所处的区，根据储能电站的运行状态当前所处的区确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级。

2.如权利要求1所述的风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法，其特征在于，对有功功率指令进行调整，包括：

当P_{wind_forecast}＜P_dispatch-P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_{wind_forecast}；

P_{ref_BESS}＝0；

当P_dispatch-P_{BESS_N}≤P_{wind_forecast}＜P_dispatch+P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_{wind_forecast}；

P_{ref_BESS}＝P_dispatch-P_{wind_forecast}；

当P_{wind_forecast}≥P_dispatch+P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_dispatch+P_{BESS_N}；

P_{ref_BESS}＝-P_{BESS_N}；

其中，P_{wind_forecast}为风电场下个指令周期的预测出力，P_dispatch为调度下达的有功功率指令，P_{BESS_N}为储能电站额定功率，P_{ref_wind}为风电场下个指令周期的有功功率指令，P_{ref_BESS}为储能电站下个指令周期的有功功率指令。

3.如权利要求1所述的风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制方法，其特征在于，对无功电压指令进行调整，包括：

通过以下公式调整无功电压指令：

ΔV＝V_bus-V_ref；

其中，ΔV为风储联合发电系统并网点的无功电压的偏差，V_bus为风储联合发电系统并网点的实时无功电压值，V_ref为风储联合发电系统并网点的无功电压参考值，ΔQ_ref为调整后的无功电压指令，K为储能电站对并网点母线的无功电压灵敏度系数，V_dead为电压死区。

4.一种风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于实时获取储能电站的有功功率和无功电压；

优先级确定模块，用于根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级，其中，所述有功功率的偏差是有功功率与储能电站下个指令周期的有功功率指令的偏差，所述无功电压的偏差是无功电压与风储联合发电系统并网点的无功电压参考值的偏差；

控制模块，用于根据确定的优先级，对有功功率指令和无功电压指令进行调整；

所述优先级确定模块，包括：

划分单元，用于将储能电站的运行状态划分为5个区，该5个区为正常控制区、自由控制区、有功优先控制区、电压优先控制区和紧急控制区，其中，在所述正常控制区中，有功功率的偏差和无功电压的偏差均处于控制死区内，不对有功功率指令和无功电压指令进行调整；在所述自由控制区中，有功功率的偏差和无功电压的偏差均处于符合电网运行要求的预设范围内，对有功功率指令和无功电压指令的调整具有同等的优先级；在所述有功优先控制区中，无功电压的偏差处于预设范围内，有功功率的偏差大于预设最大有功偏差值，对有功功率指令进行调整的优先级高于对无功电压指令进行调整的优先级；在所述电压优先控制区中，有功功率的偏差处于预设范围内，无功电压的偏差大于预设最大电压偏差值，对无功电压指令进行调整的优先级高于对有功功率指令进行调整的优先级；在所述紧急控制区中，有功功率的偏差大于预设最大有功偏差值，无功电压的偏差大于预设最大电压偏差值，根据电网当前运行要求中有功功率和无功电压的重要性，确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级；

优先级确定单元，用于根据有功功率的偏差和无功电压的偏差，确定储能电站的运行状态当前所处的区，根据储能电站的运行状态当前所处的区确定对有功功率指令和无功电压指令进行调整的优先级。

5.如权利要求4所述的风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制装置，其特征在于，所述控制模块具体用于当P_{wind_forecast}＜P_dispatch-P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_{wind_forecast}；

P_{ref_BESS}＝0；

当P_dispatch-P_{BESS_N}≤P_{wind_forecast}＜P_dispatch+P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_{wind_forecast}；

P_{ref_BESS}＝P_dispatch-P_{wind_forecast}；

当P_{wind_forecast}≥P_dispatch+P_{BESS_N}时，风电场和储能电站的出力指令设置为：

P_{ref_wind}＝P_dispatch+P_{BESS_N}；

P_{ref_BESS}＝-P_{BESS_N}；

其中，P_{wind_forecast}为风电场下个指令周期的预测出力，P_dispatch为调度下达的有功功率指令，P_{BESS_N}为储能电站额定功率，P_{ref_wind}为风电场下个指令周期的有功功率指令，P_{ref_BESS}为储能电站下个指令周期的有功功率指令。

6.如权利要求4所述的风储联合发电系统有功功率和无功电压的控制装置，其特征在于，所述控制模块具体还用于通过以下公式调整无功电压指令：

ΔV＝V_bus-V_ref；

其中，ΔV为风储联合发电系统并网点的无功电压的偏差，V_bus为风储联合发电系统并网点的实时无功电压值，V_ref为风储联合发电系统并网点的无功电压参考值，ΔQ_ref为调整后的无功电压指令，K为储能电站对并网点母线的无功电压灵敏度系数，V_dead为电压死区。