CN114069663B - 增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法及系统，本发明包括确定任意第i座储能电站用于调峰的变流器容量及每天调峰的时间区间，确定当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量；根据当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量确定该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令并下发储能电站执行。本发明旨在充分发挥储能电站的无功调节能力，提高变流器的利用效率。本发明实现了增强无功调节能力的储能电站调度控制，通过将调峰所用的变流器容量在闲置时用于调压，在不影响有功调控能力的基础上有效地增强了储能电站无功调控能力，显著提高变流器的利用效率。

Description

增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统调度技术，具体涉及一种增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法及系统。
背景技术
随着“碳达峰”、“碳中和”目标的提出，火电电站比重逐步降低和新能源电站比重逐步增加，大规模储能电站并网，电网中储能容量大幅度提升，储能电站在电网运行调度控制中发挥的作用将日益显著。储能电站具备同时调控有功、无功的能力，且有功调控方面拥有调控速率快、设备损伤小、无需弃风弃水弃光等优势，无功调控方面拥有布点分散、便于无功就地平衡等优势。从电网角度而言，储能电站在有功方面的支撑，例如调频、调峰，优先级要高于无功方面的支撑。因而现有的储能电站的控制策略中均要求无功调控不能影响有功满负荷充电和满负荷放电。根据储能电站变流器(PCS)一般配置容量为额定(满负荷)有功功率1.1倍，储能电站的无功调控范围约为±额定(满负荷)有功功率0.45倍之间，无功调控能力相对有限。调峰是目前储能电站有功支撑的主要功能之一。当储能电站有功支撑用于调峰时，每天最多执行2充2放，即在凌晨和午后负荷低谷期满负荷充电、在中午和夜晚负荷高峰期满负荷放电。按目前功率与能量配比，储能电站满负荷充/放电只能维持2个小时。按每天最多执行2充2放计算，每天满负荷充放电时间最多8小时，即有功支撑用于调峰的时间每天最多8小时。而有功支撑用于调峰时，为避免能量损耗，无法同一天用于调频等其他有功支撑。综上，当有功支撑用于调峰时，一天有16小时，变流器用于有功支撑的容量处于闲置状态。因此，亟需一种增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法及系统，将闲置的用于有功支撑的变流器容量用于调压，以提高储能电站设备利用效率。
现有的涉及储能电站功率控制的方法不少。如申请号为201110459445.2的中国专利文献公开了用于调频的电池储能电站功率控制方法及其系统，支持储能电站参与电网调频功能，但未涉及将闲置的用于有功支撑的变流器容量用于调压；申请号为201310260143.1的中国专利文献公开了电池储能电站无功功率分配与控制方法，优化储能电站内各储能变流器的无功功率分配，但未涉及将闲置的用于有功支撑的变流器容量用于调压。综上所述，现有的涉及储能电站功率控制的方法仅涉及将闲置的用于有功支撑的变流器容量用于调压，但是均未涉及提高储能电站设备利用效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法及系统，本发明旨在充分发挥储能电站的无功调节能力，提高变流器的利用效率。本发明实现了增强无功调节能力的储能电站调度控制，通过将调峰所用的变流器容量在闲置时用于调压，在不影响有功调控能力的基础上有效地增强了储能电站无功调控能力，显著提高变流器的利用效率。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法，包括：
1)确定任意第i座储能电站用于调峰的变流器容量[Pifmin,Pifmax]及每天调峰的时间区间Tif；
2)根据用于调峰的变流器容量[Pifmin,Pifmax]及每天调峰的时间区间Tif，确定当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]；
3)根据当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]确定该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令ViAVC(t)；
4)将自动电压控制指令ViAVC(t)按预设的自动电压控制频率下发第i座储能电站执行。
可选地，步骤1)中确定任意第i座储能电站用于调峰的变流器容量[Pifmin,Pifmax]时，各个储能电站用于调峰的变流器容量[Pifmin,Pifmax]全部相同、部分相同或全部不相同。
可选地，步骤1)中确定任意第i座储能电站每天调峰的时间区间Tif时，各个储能电站每天调峰的时间区间Tif全部相同、部分相同或全部不相同。
可选地，步骤2)中确定当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]的计算函数表达式为：
上式中，PiM为第i座储能电站变流器额定有功容量，SiM为第i座储能电站变流器额定容量，t为当前时刻。
可选地，步骤3)中根据当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]确定该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令ViAVC(t)具体是指将当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]按预设的自动电压控制策略得到该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令ViAVC(t)。
可选地，所述将当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]按预设的自动电压控制策略得到该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令ViAVC(t)具体是指将当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]输入指定的自动电压控制控制系统，通过所述自动电压控制控制系统执行预设的自动电压控制策略并输出该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令ViAVC(t)。
可选地，步骤4)中将自动电压控制指令ViAVC(t)按预设的自动电压控制频率下发第i座储能电站执行是指按照预设的自动电压控制频率将自动电压控制指令ViAVC(t)按预设的自动电压控制频率下发第i座储能电站执行。
可选地，预设的自动电压控制频率为4～6min/次。
此外，本发明还提供一种增强无功调节能力的储能电站自动电压控制系统，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行所述增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法的步骤。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行所述增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法的计算机程序。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明方法步骤为先确定储能电站用于调峰的变流器容量和调峰时间区间；再根据当前时刻是否在调峰时间区间，计算储能电站用于调压的变流器容量，如果当前时刻不在调峰时间区间，将用于调峰的变流器容量转用于调压；最后根据当前时刻储能电站用于调压的变流器容量，确定储能电站自动电压控制指令，下发储能电站执行。本发明实现了在非调峰时段，将闲置的用于调峰的变流器容量用于调压，增强了储能电站无功调节能力，提高了储能电站设备利用效率。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法，包括：
1)确定任意第i座储能电站用于调峰的变流器容量[Pifmin,Pifmax]及每天调峰的时间区间Tif；
2)根据用于调峰的变流器容量[Pifmin,Pifmax]及每天调峰的时间区间Tif，确定当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]；
3)根据当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]确定该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令ViAVC(t)；
4)将自动电压控制指令ViAVC(t)按预设的自动电压控制频率下发第i座储能电站执行。
本实施例中，步骤1)中确定任意第i座储能电站用于调峰的变流器容量[Pifmin,Pifmax]时，各个储能电站用于调峰的变流器容量[Pifmin,Pifmax]全部相同、部分相同或全部不相同，可根据需要选择所需的取值。
本实施例中，步骤1)中确定任意第i座储能电站每天调峰的时间区间Tif时，各个储能电站每天调峰的时间区间Tif全部相同、部分相同或全部不相同，可根据需要选择所需的取值。
本实施例中，步骤2)中确定当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]的计算函数表达式为：
上式中，PiM为第i座储能电站变流器额定有功容量，SiM为第i座储能电站变流器额定容量，t为当前时刻。
本实施例中，步骤3)中根据当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]确定该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令ViAVC(t)具体是指将当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]按预设的自动电压控制策略得到该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令ViAVC(t)。
本实施例中，所述将当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]按预设的自动电压控制策略得到该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令ViAVC(t)具体是指将当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Qiymin(t),Qiymax(t)]输入指定的自动电压控制控制系统，通过所述自动电压控制控制系统执行预设的自动电压控制策略并输出该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令ViAVC(t)。
需要说明的是，预设的自动电压控制策略为AVC系统的基本控制策略，本实施例中仅仅涉及对现有自动电压控制策略的调用，不涉及对自动电压控制策略的改进。作为一种可选的实施方式，本实施例中采用的预设的自动电压控制策略具体为申请号为201711213445.8的中国专利文献所记载的一种基于多目标优化的电网自动电压控制方法，但是本实施例方法并不依赖于该文献所记载的自动电压控制策略。
本实施例中，步骤4)中将自动电压控制指令ViAVC(t)按预设的自动电压控制频率下发第i座储能电站执行是指按照预设的自动电压控制频率将自动电压控制指令ViAVC(t)按预设的自动电压控制频率下发第i座储能电站执行。其中，预设的自动电压控制频率为4～6min/次，一般可为5min/次。
综上所述，本实施例方法步骤为先确定储能电站用于调峰的变流器容量和调峰时间区间；再根据当前时刻是否在调峰时间区间，计算储能电站用于调压的变流器容量，如果当前时刻不在调峰时间区间，将用于调峰的变流器容量转用于调压；最后根据当前时刻储能电站用于调压的变流器容量，确定储能电站自动电压控制指令，下发储能电站执行。本实施例方法实现了在非调峰时段，将闲置的用于调峰的变流器容量用于调压，增强了储能电站无功调节能力，提高了储能电站设备利用效率。
此外，本实施例还提供一种增强无功调节能力的储能电站自动电压控制系统，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行所述增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法的步骤。
此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行所述增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法的计算机程序。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法，其特征在于，包括：
1）确定任意第i座储能电站用于调峰的变流器容量[P ifmin,P ifmax]及每天调峰的时间区间T if；
2）根据用于调峰的变流器容量[P ifmin,P ifmax]及每天调峰的时间区间T if，确定当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Q iymin(t),Q iymax(t)]，其计算函数表达式为：
，
，
上式中，P iM为第i座储能电站变流器额定有功容量，S iM为第i座储能电站变流器额定容量，t为当前时刻；
3）根据当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Q iymin(t),Q iymax(t)]确定该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令V iAVC(t)；
4）将自动电压控制指令V iAVC(t)按预设的自动电压控制频率下发第i座储能电站执行。
2.根据权利要求1所述的增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法，其特征在于，步骤1）中确定任意第i座储能电站用于调峰的变流器容量[P ifmin,P ifmax]时，各个储能电站用于调峰的变流器容量[P ifmin,P ifmax]全部相同、部分相同或全部不相同。
3.根据权利要求1所述的增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法，其特征在于，步骤1）中确定任意第i座储能电站每天调峰的时间区间T if时，各个储能电站每天调峰的时间区间T if全部相同、部分相同或全部不相同。
4.根据权利要求1所述的增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法，其特征在于，步骤3）中根据当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Q iymin(t),Q iymax(t)]确定该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令V iAVC(t)具体是指将当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Q iymin(t),Q iymax(t)]按预设的自动电压控制策略得到该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令V iAVC(t)。
5.根据权利要求4所述的增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法，其特征在于，所述将当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Q iymin(t),Q iymax(t)]按预设的自动电压控制策略得到该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令V iAVC(t)具体是指将当前时刻t任意第i座储能电站可用于调压的变流器容量[Q iymin(t),Q iymax(t)]输入指定的自动电压控制控制系统，通过所述自动电压控制控制系统执行预设的自动电压控制策略并输出该时刻第i座储能电站的自动电压控制指令V iAVC(t)。
6.根据权利要求1所述的增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法，其特征在于，步骤4）中将自动电压控制指令V iAVC(t)按预设的自动电压控制频率下发第i座储能电站执行是指按照预设的自动电压控制频率将自动电压控制指令V iAVC(t)按预设的自动电压控制频率下发第i座储能电站执行。
7.根据权利要求6所述的增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法，其特征在于，预设的自动电压控制频率为4～6min/次。
8.一种增强无功调节能力的储能电站自动电压控制系统，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，该微处理器被编程或配置以执行权利要求1～7中任意一项所述增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行要求1～7中任意一项所述增强无功调节能力的储能电站自动电压控制方法的计算机程序。
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