本申請屬于新能源發(fā)電，具體地講，涉及構(gòu)網(wǎng)型光儲場站集群的功率控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著碳達峰、碳中和方案的扎實推進，新能源裝機和發(fā)電量占比逐年提高，電網(wǎng)呈現(xiàn)出高比例新能源、高比例電力電子設備的“雙高”特性。為實現(xiàn)有功功率支撐功能，能夠與弱電網(wǎng)相適應的構(gòu)網(wǎng)型變流器成為相關領域的研究焦點。構(gòu)網(wǎng)型變換器使用了模仿同步機轉(zhuǎn)子搖擺過程的虛擬同步機技術(shù)，將有功功率指令值和實際值作差后經(jīng)過虛擬慣性和阻尼環(huán)節(jié)生成控制環(huán)節(jié)的參考頻率，使許多不具有實體慣量的發(fā)電和儲能裝備增添了有功功率支撐能力。

2、針對光儲場站集群系統(tǒng)的出力不確定性以及并網(wǎng)造成的功率波動等問題，現(xiàn)有研究對其運行過程中的不確定性因素考慮過于單一，若采用更加靈活和系統(tǒng)化的調(diào)度策略，可更好地滿足電網(wǎng)的實時平衡和優(yōu)化運行需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請解決的技術(shù)問題是：如何提供一種可平衡并網(wǎng)的功率波動以提高電網(wǎng)抗干擾能力的構(gòu)網(wǎng)型光儲場站集群的功率控制方法。

2、本申請?zhí)峁┝艘环N構(gòu)網(wǎng)型光儲場站集群的功率控制方法，所述功率控制方法包括：

3、根據(jù)電網(wǎng)負荷需求、光伏場站的預測功率以及儲能模組實時電量信息，建立調(diào)度中心至各個光儲場站的上層調(diào)度方案，求解所述上層調(diào)度方案，并根據(jù)求解結(jié)果下發(fā)指令至各個光儲場站；

4、結(jié)合下發(fā)的指令建立光儲場站內(nèi)部功率分配的下層優(yōu)化方案，求解下層優(yōu)化方案，獲得功率參考值；

5、將所述功率參考值輸入至構(gòu)網(wǎng)型逆變器，進行功率控制。

6、可選地，所述根據(jù)電網(wǎng)負荷需求、光伏場站的預測功率以及儲能模組實時電量信息，建立調(diào)度中心至各個光儲場站的上層調(diào)度方案的方法包括：

7、以光儲場站集群的有功功率差額波動方差最小為目標構(gòu)建函數(shù)，表達式為：

8、

9、式中：pi分別為第i個光儲場站實時調(diào)度的有功功率，為第i個光儲場站的預測有功功率，k為優(yōu)化目標中有功功率波動差額系數(shù)(0<k<1)，n為區(qū)域內(nèi)的光儲場站個數(shù)；

10、根據(jù)光儲場站集群的運行工況構(gòu)建如下約束條件：

11、

12、式中：pl為制定發(fā)電計劃中的負荷功率，α為棄光約束系數(shù)(0＜α＜1)，β為光伏變化量控制系數(shù)(0＜β＜1)，為光儲場站的最大出力，為光儲場站的額定容量。

13、可選地，所述結(jié)合下發(fā)的指令建立光儲場站內(nèi)部功率分配的下層優(yōu)化方案的方法包括：

14、根據(jù)儲能充放電損耗、儲能設備總成本、光伏設備成本構(gòu)建多目標優(yōu)化函數(shù)，表達式為：

15、

16、式中：psv為光伏出力的有功功率，為儲能的充放電功率，c為儲能單位充放電損耗成本系數(shù)，cw為儲能蓄電池容量成本系數(shù)，na為儲能全壽命周期的充放電循環(huán)次數(shù)，ddod為儲能最大充放電深度；

17、根據(jù)光儲場站內(nèi)部設備的運行工況構(gòu)建約束條件，表達式為：

18、

19、式中：pi為調(diào)度中心下發(fā)的場站輸出功率指令，pbm為儲能的最大充放電功率，為光伏有功功率出力的最大值，s(t)為t時刻儲能的soc值，smin為儲能soc的下限，smax為儲能soc的上限。

20、可選地，所述構(gòu)網(wǎng)型逆變器的電壓電流控制環(huán)的pi控制器被替換為模型預測控制器，模型預測控制器的滾動優(yōu)化目標函數(shù)為：

21、min?j(k)＝||ypm(k)||2q+||δum(k)||2r

22、式中：ypm(k)為系統(tǒng)的輸出狀態(tài)量，δum(k)為系統(tǒng)的輸入增量，q、r為權(quán)值矩陣。

23、可選地，求解所述上層調(diào)度方案和求解下層優(yōu)化方案的方法均為粒子群優(yōu)化算法。

24、本申請?zhí)峁┑囊环N構(gòu)網(wǎng)型光儲場站集群的功率控制方法，具有如下技術(shù)效果：

25、通過雙層調(diào)度方案來平衡并網(wǎng)的功率波動，使得電網(wǎng)在運行過程中具有較強的抗干擾能力，同時考慮到光伏實時的功率變化，采用模型預測控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的pi控制，以適應動態(tài)的參數(shù)變化。

技術(shù)特征：

1.一種構(gòu)網(wǎng)型光儲場站集群的功率控制方法，其特征在于，所述功率控制方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)網(wǎng)型光儲場站集群的功率控制方法，其特征在于，所述根據(jù)電網(wǎng)負荷需求、光伏場站的預測功率以及儲能模組實時電量信息，建立調(diào)度中心至各個光儲場站的上層調(diào)度方案的方法包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的構(gòu)網(wǎng)型光儲場站集群的功率控制方法，其特征在于，所述結(jié)合下發(fā)的指令建立光儲場站內(nèi)部功率分配的下層優(yōu)化方案的方法包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的構(gòu)網(wǎng)型光儲場站集群的功率控制方法，其特征在于，所述構(gòu)網(wǎng)型逆變器的電壓電流控制環(huán)的pi控制器被替換為模型預測控制器，模型預測控制器的滾動優(yōu)化目標函數(shù)為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)網(wǎng)型光儲場站集群的功率控制方法，其特征在于，求解所述上層調(diào)度方案和求解下層優(yōu)化方案的方法均為粒子群優(yōu)化算法。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N構(gòu)網(wǎng)型光儲場站集群的功率控制方法，功率控制方法包括：根據(jù)電網(wǎng)負荷需求、光伏場站的預測功率以及儲能模組實時電量信息，建立調(diào)度中心至各個光儲場站的上層調(diào)度方案，求解上層調(diào)度方案，并根據(jù)求解結(jié)果下發(fā)指令至各個光儲場站；結(jié)合下發(fā)的指令建立光儲場站內(nèi)部功率分配的下層優(yōu)化方案，求解下層優(yōu)化方案，獲得功率參考值；將功率參考值輸入至構(gòu)網(wǎng)型逆變器，進行功率控制。通過雙層調(diào)度方案來平衡并網(wǎng)的功率波動，使得電網(wǎng)在運行過程中具有較強的抗干擾能力，同時考慮到光伏實時的功率變化，采用模型預測控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI控制，以適應動態(tài)的參數(shù)變化。

技術(shù)研發(fā)人員：李曉峰,楊祺,姜銘琨,張帥,詹小海,呂子奎
受保護的技術(shù)使用者：國家電投集團青海光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15