專利名稱：一種基于超導(dǎo)儲能裝置的廣域動(dòng)態(tài)風(fēng)電并網(wǎng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于超導(dǎo)儲能裝置的廣域動(dòng)態(tài)風(fēng)電并網(wǎng)控制方法，屬于電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
智能電網(wǎng)是為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)可靠、經(jīng)濟(jì)環(huán)保要求提出的未來電網(wǎng)發(fā)展方向，是實(shí)施可持續(xù)供電戰(zhàn)略的重要保障，智能電網(wǎng)具有數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化、信息化、能自愈等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的電網(wǎng)比較，智能電網(wǎng)具有更強(qiáng)大的兼容性，便于風(fēng)電等分布式能源的并網(wǎng)發(fā)電。風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源受自然條件的影響，具有間歇性、隨機(jī)性、不平滑性。使得它們的導(dǎo)入會加重電力系統(tǒng)的功率波動(dòng)，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。目前國內(nèi)的風(fēng)電呈爆發(fā)式發(fā)展，千萬千瓦級風(fēng)電基地不斷建成，風(fēng)電并網(wǎng)至今仍是世界性難題。推動(dòng)可再生能源的優(yōu)化配置是發(fā)展智能電網(wǎng)的主要目的之一，未來智能電網(wǎng)既要適應(yīng)大型電源的集中接入，還要適應(yīng)各類可再生能源的分散式接入?？稍偕茉词且环N波動(dòng)性、間歇性能源,大規(guī)模并網(wǎng)會對電力系統(tǒng)的規(guī)劃和穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。在可再生能源容量較高的系統(tǒng)中，可能會產(chǎn)生電能質(zhì)量問題，如電壓波動(dòng)和閃變、頻率偏差、諧波等?？稍偕茉磁c智能電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展離不開儲能環(huán)節(jié)的支持，儲能技術(shù)是目前構(gòu)建智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)之一，大規(guī)模儲能技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)需求側(cè)管理，消除晝夜間峰谷差， 平滑負(fù)荷，不僅可以提高電力設(shè)備的運(yùn)行效率，降低供電成本，還能促進(jìn)可再生能源的應(yīng)用，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)等。儲能技術(shù)的關(guān)鍵不是簡單的儲存電能，其核心在于何時(shí)儲能，何處儲能，以何種速度釋放等，以及收集和釋放電能兩種狀態(tài)的替換頻率。各種儲能技術(shù)在能量、功率密度方面存在差異，其對應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域也有較大區(qū)別。對于基于智能電網(wǎng)儲能技術(shù)的應(yīng)用基本可以劃分為化學(xué)儲能、機(jī)械儲能、電磁儲能等?，F(xiàn)有的風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)大容量能量交換時(shí)，電源引起電壓波動(dòng)并伴隨閃變，并網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述背景技術(shù)的不足，提供一種基于超導(dǎo)儲能裝置的廣域動(dòng)態(tài)風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，充分利用超導(dǎo)儲能設(shè)備的特點(diǎn)和性質(zhì)，解決了目前大規(guī)模分布式能源并網(wǎng)對電網(wǎng)造成的沖擊和影響。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案
一種基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于包括電力系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)平臺、風(fēng)電并網(wǎng)控制主站、風(fēng)電并網(wǎng)控制分析模塊、η組風(fēng)電機(jī)組控制單元；
其中，電力系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)平臺、風(fēng)電并網(wǎng)控制分析模塊、風(fēng)電機(jī)組控制單元分別與風(fēng)電并網(wǎng)控制王站連接；
每組風(fēng)電機(jī)組控制單元包括風(fēng)電機(jī)組及與該風(fēng)電機(jī)組相對應(yīng)的超導(dǎo)儲能裝置、風(fēng)電并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、本地后臺控制系統(tǒng)；其中，風(fēng)電并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與超導(dǎo)儲能裝置相連，超導(dǎo)儲能裝置與風(fēng)電機(jī)組及其本地后臺控制系統(tǒng)并聯(lián)在一條交流母線上；
其中，風(fēng)電并網(wǎng)控制主站根據(jù)電力系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)平臺、風(fēng)電并網(wǎng)控制分析模塊傳來的數(shù)據(jù)計(jì)算出實(shí)時(shí)功率缺額，并對風(fēng)電并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)控制命令，進(jìn)而調(diào)節(jié)超導(dǎo)儲能裝置的有功功率輸出。所述基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，風(fēng)電并網(wǎng)控制分析模塊包括風(fēng)電預(yù)測模塊、風(fēng)電并網(wǎng)干擾評估模塊；其中，風(fēng)電預(yù)測模塊基于氣象信息對風(fēng)電場發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測；風(fēng)電并網(wǎng)干擾評估模塊用于監(jiān)測和評估并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。一種基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)控制方法，包括如下步驟
步驟A :獲取電力系統(tǒng)中的風(fēng)電場參數(shù)；
步驟B :根據(jù)風(fēng)電場參數(shù)，形成N*N階風(fēng)電場初始位置矩陣；
步驟C :優(yōu)化N*N階風(fēng)電場初始位置矩陣；
步驟D :設(shè)置迭代次數(shù)K=I，
所述迭代次數(shù)K為接入到電力系統(tǒng)的所有運(yùn)行的風(fēng)電場的個(gè)數(shù)；
步驟E :風(fēng)電并網(wǎng)控制主站對位于矩陣中的各個(gè)風(fēng)電場逐個(gè)進(jìn)行控制，并下發(fā)命令控制超導(dǎo)儲能裝置動(dòng)作，釋放有功功率；
步驟F :判斷電力系統(tǒng)中所有的超導(dǎo)儲能裝置是否都動(dòng)作，
若電力系統(tǒng)中所有的超導(dǎo)儲能裝置都動(dòng)作，則進(jìn)入步驟G，
若電力系統(tǒng)中有超導(dǎo)儲能裝置沒動(dòng)作，迭代次數(shù)K加一后返回步驟E ;
步驟G :根據(jù)用戶是否要求重新設(shè)定風(fēng)電場在矩陣中的位置來判斷是否調(diào)整風(fēng)電場在矩陣中的位置，
若需要重新設(shè)定風(fēng)電場在矩陣中的位置，則根據(jù)多目標(biāo)輔助判斷條件重新設(shè)定風(fēng)電場在矩陣中的位置，并返回步驟C，
若不需要重新設(shè)定風(fēng)電場在矩陣中的位置，則結(jié)束整個(gè)控制流程。所述基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)控制方法中，步驟C的具體實(shí)施為 按照此時(shí)上網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電容量、發(fā)電成本、維護(hù)成本、上網(wǎng)電價(jià)以及此時(shí)的風(fēng)速等各方面條件對上網(wǎng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)先級的排列，優(yōu)先級權(quán)重最高的排列在N*N階矩陣的第一行第一列并優(yōu)先受控，優(yōu)先級次高的排在第一行第二列，其次受控，以此類推，直到滿足控制量要求或者所有風(fēng)電場均已受控為止。所述基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)控制方法步驟E中，風(fēng)電并網(wǎng)控制主站本著優(yōu)先風(fēng)電上網(wǎng)的原則調(diào)節(jié)超導(dǎo)儲能裝置輸出有功功率。所述基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)控制方法步驟E中，風(fēng)電并網(wǎng)控制主站按照優(yōu)化矩陣的位置依次控制風(fēng)電場，先控制第一行第一列，然后第一行第二列，依次類推。所述基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)控制方法，步驟G中多目標(biāo)輔助判斷條件指的是電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)最優(yōu)潮流、系統(tǒng)總發(fā)電成本以及系統(tǒng)網(wǎng)損。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果有效解決未來智能電網(wǎng)發(fā)展中可
5再生能源并網(wǎng)對電網(wǎng)的沖擊和影響，合理調(diào)整風(fēng)電并網(wǎng)的功率，做到真正的削峰填谷，提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平。


圖I為基于超導(dǎo)儲能裝置的廣域動(dòng)態(tài)風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為風(fēng)電并網(wǎng)控制主站的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為風(fēng)電并網(wǎng)控制主站模塊之間邏輯關(guān)系示意圖。圖4為基于超導(dǎo)儲能裝置的廣域動(dòng)態(tài)風(fēng)電并網(wǎng)控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明
圖I為基于超導(dǎo)儲能裝置的廣域動(dòng)態(tài)風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。風(fēng)電機(jī)組及其本地后臺控制系統(tǒng)與超導(dǎo)磁儲能裝置并聯(lián)在一條交流母線上面，超導(dǎo)儲能裝置通過其控制系統(tǒng)連接于風(fēng)電并網(wǎng)控制主站，風(fēng)電并網(wǎng)控制主站和電力系統(tǒng)其他支撐軟件，如SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), EMS (energy management system)> AGC (Automatic Generation Control)>TMR (Tele Meter Reading)等通過接口與電力系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)平臺保持通訊聯(lián)系。本系統(tǒng)中的超導(dǎo)磁儲能裝置通過變壓器與電網(wǎng)相連，其主要由超導(dǎo)磁鐵、功率變換裝置和控制系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。SMES系統(tǒng)分為充磁模式、防磁模式、維持模式以及交換模式四種工作模式，工作前預(yù)先在其超導(dǎo)線圈中存儲一定的能量，當(dāng)其功率高于或者低于電網(wǎng)所要求的功率時(shí)，控制器監(jiān)測到信號并通過觸發(fā)電路向變流器發(fā)出觸發(fā)脈沖，使其向系統(tǒng)發(fā)出功率或者吸收功率。SMES裝置具有有功無功綜合調(diào)節(jié)的能力，平滑風(fēng)電場的有功輸出是SMES有功調(diào)節(jié)的目標(biāo)，綜合考慮風(fēng)速變化和電網(wǎng)故障兩種情況，以及異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)本身無勵(lì)磁系統(tǒng)，在輸出有功功率的同時(shí)要從電網(wǎng)中吸收大量的無功功率的特點(diǎn)，選取電壓偏差作為本系統(tǒng)有功功率調(diào)節(jié)的控制量。為了保證SMES裝置的安全運(yùn)行，在各個(gè)SMES系統(tǒng)中安裝有相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備，如短路保護(hù)、超溫保護(hù)，接地保護(hù)，低壓保護(hù)等。SMES系統(tǒng)上都留有擴(kuò)容接口，便于本地分布式能源的發(fā)展與并網(wǎng)。SMES裝置安裝有多個(gè)通訊接口，通訊接口直接連接超導(dǎo)儲能裝置的控制系統(tǒng)，并向其提供SMES當(dāng)前的各種數(shù)據(jù)，如電壓、電流、有功功率、頻率等實(shí)時(shí)值。儲能裝置的控制系統(tǒng)將接收到數(shù)據(jù)傳遞給風(fēng)電并網(wǎng)控制主站，由風(fēng)電并網(wǎng)控制主站根據(jù)實(shí)時(shí)功率缺額對儲能裝置的監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)控制命令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對SMES裝置的有功功率輸出的調(diào)節(jié)、風(fēng)電機(jī)組實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)的傳遞以及通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)化等。系統(tǒng)中各個(gè)風(fēng)電并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)受控于風(fēng)電并網(wǎng)主站，根據(jù)風(fēng)電并網(wǎng)控制主站預(yù)設(shè)的控制方法按照優(yōu)先級對各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而“按需”向系統(tǒng)釋放并網(wǎng)風(fēng)電功率。 監(jiān)控系統(tǒng)主要由控制電路、比較電路、反饋電路、差動(dòng)放大電路組成等組成。風(fēng)電并網(wǎng)控制主站結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊、 數(shù)據(jù)交換管理模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲模塊、順序控制模塊、功率輸出調(diào)節(jié)模塊、多維數(shù)據(jù)分析展示模塊、系統(tǒng)監(jiān)視與報(bào)警模塊、WEB模塊以及系統(tǒng)的備份與恢復(fù)模塊，各個(gè)模塊的功能如下
數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集SMES裝置及其控制系統(tǒng)的的所有模擬量、狀態(tài)量以及脈沖量等。模擬量有頻率，電壓，電流，有功功率，無功功率，穩(wěn)定，電平和整定值；狀態(tài)量包括開關(guān)， 刀閘，事故總信號，主變分接頭，保護(hù)動(dòng)作信號和裝置狀態(tài)等。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊本模塊可對時(shí)、谷、峰、平、日、周、旬、月、季、年，典型時(shí)、日各時(shí)段及用戶自定義時(shí)段的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包括最大值、最小值、平均值、最大最小時(shí)刻不合格時(shí)間、波動(dòng)率等。并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和分析，并為曲線、報(bào)表、 MIS等應(yīng)用提供數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)交換管理模塊可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電并網(wǎng)控制主站與各個(gè)SMES裝置及其控制系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞，以及和電力系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)平臺之間的數(shù)據(jù)交換。本模塊可以實(shí)現(xiàn)跨平臺、跨操作系統(tǒng)、不同數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的、不同數(shù)據(jù)格式要求的數(shù)據(jù)交換和信息發(fā)布。用戶可以通過界面方便的對參與交換數(shù)據(jù)的系統(tǒng)、系統(tǒng)節(jié)電、數(shù)據(jù)單元、通訊方式、數(shù)據(jù)運(yùn)行周期等進(jìn)行定義、增加、刪除和重新定義等，采用中間層專有協(xié)議，并對外保密，保證系統(tǒng)安全。歷史數(shù)據(jù)存儲模塊保存整系統(tǒng)中需要長期保存的信息，可以用曲線形式和表格形式表達(dá)，并可在系統(tǒng)任一工作站上查看。歷史數(shù)據(jù)庫存儲有緩存機(jī)制，保障當(dāng)歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器短時(shí)退出運(yùn)行后，可從實(shí)時(shí)交易服務(wù)器自動(dòng)恢復(fù)暫時(shí)丟失的歷史數(shù)據(jù)。對于上述歷史數(shù)據(jù)，能提供各種檢索和查詢功能。歷史數(shù)據(jù)類型包括快照數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、系統(tǒng)運(yùn)行和操作記錄(保存6年以上)、風(fēng)電預(yù)測模塊提供的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、風(fēng)電機(jī)組的各種年數(shù)據(jù)、月數(shù)據(jù)、 日、旬、月歷史數(shù)據(jù)(小時(shí)值)、10分鐘一點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)曲線等。順序控制模塊根據(jù)風(fēng)電并網(wǎng)控制主站預(yù)先設(shè)定的控制方法，按照優(yōu)先級順序?qū)Τ瑢?dǎo)儲能裝置的控制系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)、關(guān)閉的操作，以及對其各種控制模式和運(yùn)行方式的切換等。多維數(shù)據(jù)分析與展示模塊該模塊能提供風(fēng)電并網(wǎng)控制住站所有信息的查詢，修改，報(bào)表打印的功能。其中包括相關(guān)查詢，快速查詢，報(bào)表生成器等特殊功能。系統(tǒng)監(jiān)視與報(bào)警模塊該模塊能提供對風(fēng)電并網(wǎng)主站中數(shù)據(jù)的監(jiān)視與報(bào)警，支持告警特性及多種信息組合的綜合信息定義(例如告警特性參數(shù)，報(bào)警時(shí)延，報(bào)警時(shí)間，通知人員等)。支持多種報(bào)警方式(例如日志記錄，變色、語音報(bào)警和電話報(bào)警，發(fā)Email，發(fā)手機(jī)短信報(bào)警等)，并且告警能指出故障原因、故障組件及其承擔(dān)的責(zé)任。WEB模塊為了方便各級用戶瀏覽和查詢數(shù)據(jù)，本模塊采用三層結(jié)構(gòu)B/S (瀏覽器 /服務(wù)器)的設(shè)計(jì)思路，用戶可以根據(jù)自己的權(quán)限在網(wǎng)上查詢相應(yīng)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的備份與恢復(fù)模塊系統(tǒng)具有有效可靠的系統(tǒng)的備份和恢復(fù)手段(包括災(zāi)難系統(tǒng)恢復(fù))，系統(tǒng)備份方式可按用戶需要采用手動(dòng)/自動(dòng)方式完成，備份時(shí)間間隔可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。系統(tǒng)進(jìn)行備份時(shí)應(yīng)不影響系統(tǒng)運(yùn)行。備份系統(tǒng)及數(shù)據(jù)可以存儲在磁盤、磁帶、 光盤、異地介質(zhì)上，且根據(jù)需求簡便快速恢復(fù)使用.它能夠按照預(yù)先設(shè)定的策略，以操作系統(tǒng)文件的形式，自動(dòng)形成系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫、人機(jī)顯示畫面和各種系統(tǒng)配置參數(shù)的備份。數(shù)據(jù)庫備份可以在線操作，形成的備份文件可方便地納入第三方備份系統(tǒng)的自動(dòng)管理。風(fēng)電并網(wǎng)控制主站模塊之間邏輯關(guān)系示意圖如圖3所示，總體分為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和表示層三大部分。數(shù)據(jù)層中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和商用數(shù)據(jù)庫通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)接口連接；業(yè)務(wù)層中包含了數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊、系統(tǒng)監(jiān)視與報(bào)警模塊、功率輸出調(diào)節(jié)模塊、順序控制模塊、數(shù)據(jù)交換管理模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲模塊和系統(tǒng)備份與恢復(fù)模塊；表示層包含多維數(shù)據(jù)分析展示模塊和WEB模塊，這兩個(gè)模塊連接于應(yīng)用服務(wù)接口之上 |，應(yīng)用服務(wù)部分預(yù)留部分接口來拓展新業(yè)務(wù)使用。如圖4所示的基于超導(dǎo)儲能裝置的廣域動(dòng)態(tài)風(fēng)電并網(wǎng)控制方法流程圖，本方法的具體實(shí)現(xiàn)如下
步驟A :風(fēng)電并網(wǎng)控制主站中的數(shù)據(jù)采集模塊獲取電力系統(tǒng)中的風(fēng)電場參數(shù)；
步驟B :根據(jù)風(fēng)電場參數(shù)，形成N*N階風(fēng)電場初始位置矩陣；
步驟C :按照此時(shí)上網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電容量、發(fā)電成本、維護(hù)成本、上網(wǎng)電價(jià)以及此時(shí)的風(fēng)速等各方面條件對上網(wǎng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)先級的排列，形成優(yōu)化矩陣，優(yōu)先級權(quán)重最高的排列在N*N階矩陣的第一排第一列，優(yōu)先控制其向系統(tǒng)釋放有功功率；優(yōu)先級次高的排在第一排第二列，其次受控，以此類推，直到滿足控制量要求或者所有風(fēng)電場均已受控為止，如此法可以使優(yōu)先級比重高的風(fēng)電場優(yōu)先受控；
步驟D :設(shè)置迭代次數(shù)K=l，迭代次數(shù)K為接入到電力系統(tǒng)的所有運(yùn)行的風(fēng)電場的個(gè)
數(shù)；
步驟E :風(fēng)電并網(wǎng)控制主站中功率輸出調(diào)節(jié)模塊依據(jù)優(yōu)先風(fēng)電上網(wǎng)的原則下發(fā)命令控制超導(dǎo)儲能裝置動(dòng)作，釋放有功功率，
遵循優(yōu)先風(fēng)電上網(wǎng)原則控制調(diào)節(jié)超導(dǎo)儲能裝置的有功功率輸出，通常情況下，在確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，能并網(wǎng)的風(fēng)電應(yīng)處于滿發(fā)狀態(tài)，并由風(fēng)電并網(wǎng)控制主站下發(fā)命令控制各個(gè)超導(dǎo)儲能裝置動(dòng)作。此前連接于風(fēng)電并網(wǎng)控制主站的風(fēng)電預(yù)測模塊可將對本時(shí)段風(fēng)電功率的預(yù)測上傳綜合數(shù)據(jù)平臺，由調(diào)度安排系統(tǒng)中水、火電的出力，并留有相應(yīng)的備用容量。為了系統(tǒng)運(yùn)行安全，在某些特殊的時(shí)候，系統(tǒng)中的水、火發(fā)電不能起到調(diào)節(jié)作用時(shí)，可以將一些風(fēng)電機(jī)組退出系統(tǒng)。在枯風(fēng)期或者系統(tǒng)負(fù)荷低谷期可以反向接受并存儲系統(tǒng)輸送的功率，以備調(diào)峰使用。步驟F :判斷電力系統(tǒng)中所有的超導(dǎo)儲能裝置是否都動(dòng)作，
若電力系統(tǒng)中所有的超導(dǎo)儲能裝置都動(dòng)作，則進(jìn)入步驟G，
若電力系統(tǒng)中有超導(dǎo)儲能裝置沒動(dòng)作，迭代次數(shù)K加一后返回步驟E ;
步驟G :根據(jù)用戶是否要求重新設(shè)定風(fēng)電場在矩陣中的位置來判斷是否調(diào)整風(fēng)電場在矩陣中的位置，
若需要重新設(shè)定風(fēng)電場在矩陣中的位置，則根據(jù)多目標(biāo)輔助判斷條件重新設(shè)定風(fēng)電場在矩陣中的位置，并返回步驟C，
若不需要重新設(shè)定風(fēng)電場在矩陣中的位置，則結(jié)束整個(gè)控制流程。多目標(biāo)輔助判斷條件知道是電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)最優(yōu)潮流、總發(fā)電成本以及網(wǎng)損，此輔助判斷條件可以實(shí)時(shí)進(jìn)行，也可根據(jù)用戶需求設(shè)定更新時(shí)間間隔，時(shí)間可以是5秒、I分鐘或者是10分鐘等。步驟G利用的多目標(biāo)協(xié)調(diào)控制技術(shù)采用整體優(yōu)化的思想對并網(wǎng)風(fēng)電進(jìn)行合理控制，對出現(xiàn)故障的風(fēng)電場自然會排在矩陣的后面，最后受控或者不受控?？梢姡诔瑢?dǎo)儲能裝置的廣域動(dòng)態(tài)風(fēng)電并網(wǎng)控制方法能夠有效解決未來智能電網(wǎng)發(fā)展中可再生能源并網(wǎng)對電網(wǎng)的沖擊和影響，基于矩陣控制技術(shù)和多目標(biāo)輔助判斷條件合理調(diào)整風(fēng)電并網(wǎng)的功率，做到真正的削峰填谷，提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平。
權(quán)利要求
1.一種基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于包括電力系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)平臺、風(fēng)電并網(wǎng)控制主站、風(fēng)電并網(wǎng)控制分析模塊、η組風(fēng)電機(jī)組控制單元；其中，電力系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)平臺、風(fēng)電并網(wǎng)控制分析模塊、風(fēng)電機(jī)組控制單元分別與風(fēng)電并網(wǎng)控制王站連接；每組風(fēng)電機(jī)組控制單元包括風(fēng)電機(jī)組及與該風(fēng)電機(jī)組相對應(yīng)的超導(dǎo)儲能裝置、風(fēng)電并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、本地后臺控制系統(tǒng)；其中，風(fēng)電并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與超導(dǎo)儲能裝置相連，超導(dǎo)儲能裝置與風(fēng)電機(jī)組及其本地后臺控制系統(tǒng)并聯(lián)在一條交流母線上；其中，風(fēng)電并網(wǎng)控制主站根據(jù)電力系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)平臺、風(fēng)電并網(wǎng)控制分析模塊傳來的數(shù)據(jù)計(jì)算出實(shí)時(shí)功率缺額，并對風(fēng)電并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)控制命令，進(jìn)而調(diào)節(jié)超導(dǎo)儲能裝置的有功功率輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)電并網(wǎng)控制分析模塊包括風(fēng)電預(yù)測模塊、風(fēng)電并網(wǎng)干擾評估模塊；其中，風(fēng)電預(yù)測模塊基于氣象信息對風(fēng)電場發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測；風(fēng)電并網(wǎng)干擾評估模塊用于監(jiān)測和評估并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。
3.一種基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)控制方法，其特征在于包括如下步驟步驟A :獲取電力系統(tǒng)中的風(fēng)電場參數(shù)；步驟B :根據(jù)風(fēng)電場參數(shù)，形成Ν*Ν階風(fēng)電場初始位置矩陣；步驟C :優(yōu)化Ν*Ν階風(fēng)電場初始位置矩陣；步驟D:設(shè)置迭代次數(shù)K=l，所述迭代次數(shù)K為接入到電力系統(tǒng)的所有運(yùn)行的風(fēng)電場的個(gè)數(shù)；步驟E :風(fēng)電并網(wǎng)控制主站對位于矩陣中的各個(gè)風(fēng)電場逐個(gè)進(jìn)行控制，并下發(fā)命令控制超導(dǎo)儲能裝置動(dòng)作，釋放有功功率；步驟F :判斷電力系統(tǒng)中所有的超導(dǎo)儲能裝置是否都動(dòng)作，若電力系統(tǒng)中所有的超導(dǎo)儲能裝置都動(dòng)作，則進(jìn)入步驟G，若電力系統(tǒng)中有超導(dǎo)儲能裝置沒動(dòng)作，迭代次數(shù)K加一后返回步驟E ;步驟G :根據(jù)用戶是否要求重新設(shè)定風(fēng)電場在矩陣中的位置來判斷是否調(diào)整風(fēng)電場在矩陣中的位置，若需要重新設(shè)定風(fēng)電場在矩陣中的位置，則根據(jù)多目標(biāo)輔助判斷條件重新設(shè)定風(fēng)電場在矩陣中的位置，并返回步驟C，若不需要重新設(shè)定風(fēng)電場在矩陣中的位置，則結(jié)束整個(gè)控制流程。
4.如權(quán)利要求3所述的基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)控制方法，其特征在于步驟C的具體實(shí)施為按照此時(shí)上網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電容量、發(fā)電成本、維護(hù)成本、上網(wǎng)電價(jià)以及此時(shí)的風(fēng)速等各方面條件對上網(wǎng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)先級的排列，優(yōu)先級權(quán)重最高的排列在 Ν*Ν階矩陣的第一行第一列并優(yōu)先受控，優(yōu)先級次高的排在第一行第二列，其次受控，以此類推，直到滿足控制量要求或者所有風(fēng)電場均已受控為止。
5.如權(quán)利要求3所述的基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)控制方法，其特征在于步驟E中，風(fēng)電并網(wǎng)控制主站本著優(yōu)先風(fēng)電上網(wǎng)的原則調(diào)節(jié)超導(dǎo)儲能裝置輸出有功功率。
6.如權(quán)利要求3所述的基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)控制方法，其特征在于步驟E中，風(fēng)電并網(wǎng)控制主站按照優(yōu)化矩陣的位置依次控制風(fēng)電場，先控制第一行第一列，然后第一行第二列，依次類推。
7.如權(quán)利要求3所述的基于超導(dǎo)儲能裝置的風(fēng)電并網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)控制方法，其特征在于步驟G中多目標(biāo)輔助判斷條件指的是電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)最優(yōu)潮流、系統(tǒng)總發(fā)電成本以及系統(tǒng)網(wǎng)損。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于超導(dǎo)儲能裝置的廣域動(dòng)態(tài)風(fēng)電并網(wǎng)控制方法，屬于電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域。本方法利用風(fēng)電場參數(shù)構(gòu)成初始矩陣，按照優(yōu)先級權(quán)重的高低優(yōu)化初始矩陣，并對各個(gè)風(fēng)電場逐個(gè)進(jìn)行控制，風(fēng)電并網(wǎng)控制主站依據(jù)優(yōu)先風(fēng)電上網(wǎng)的原則發(fā)出控制命令調(diào)節(jié)超導(dǎo)儲能裝置的有功功率輸出；利用多目標(biāo)輔助判斷條件判斷是否重新設(shè)置風(fēng)電場在矩陣中的位置并優(yōu)化控制順序。本發(fā)明還公開了一種基于超導(dǎo)儲能裝置的廣域動(dòng)態(tài)風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本發(fā)明能夠解決未來智能電網(wǎng)發(fā)展中可再生能源并網(wǎng)對電網(wǎng)的沖擊和影響，基于矩陣控制技術(shù)和多目標(biāo)輔助判斷條件合理調(diào)整風(fēng)電并網(wǎng)功率，做到真正削峰填谷，提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平。
文檔編號H02J3/38GK102611130SQ20111012336
公開日2012年7月25日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者劉玉娟, 衛(wèi)志農(nóng), 張偉, 韋延方 申請人:河海大學(xué)