本技術(shù)涉及光伏協(xié)同調(diào)頻，特別是涉及一種光伏電站協(xié)同調(diào)頻系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、面對(duì)新能源發(fā)電逐漸占據(jù)主導(dǎo)的電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)，基于dco的大規(guī)模分布式光伏電站將有望成為未來大規(guī)模光伏并網(wǎng)發(fā)電的主要手段。

2、然而，將大規(guī)模的光伏發(fā)電容量并入電力系統(tǒng)將導(dǎo)致系統(tǒng)慣量大幅度下降，加之光伏出力的波動(dòng)性，僅依靠同步發(fā)電機(jī)的頻率調(diào)節(jié)方式難以應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)低頻/過頻率事件，可能會(huì)造成同步機(jī)脫網(wǎng)甚至電網(wǎng)解列等嚴(yán)重故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的是：為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供了一種光伏電站協(xié)同調(diào)頻系統(tǒng)及其控制方法，旨在降低光伏電站發(fā)電給電網(wǎng)帶來的頻率擾動(dòng)，提升調(diào)頻效率。

2、本技術(shù)的一些實(shí)施例中，通過增設(shè)第一儲(chǔ)能模塊和第二儲(chǔ)能模塊，實(shí)時(shí)補(bǔ)償電網(wǎng)側(cè)的高頻的功率變化和低頻的功率變化。并通過建立光伏狀態(tài)預(yù)測(cè)模型，對(duì)光伏電站的各個(gè)非確定性參數(shù)(例如，溫度和光照輻射等參數(shù))進(jìn)行預(yù)測(cè)，并通過目標(biāo)函數(shù)和約束條件滾動(dòng)優(yōu)化生成調(diào)控策略，降低對(duì)電網(wǎng)的頻率擾動(dòng)，并保證光伏電站處于mppt的運(yùn)行狀態(tài)。提高光伏電站運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3、本技術(shù)的一些實(shí)施例中，提供了一種光伏電站協(xié)同調(diào)頻系統(tǒng)控制方法，包括：

4、建立光伏狀態(tài)預(yù)測(cè)模型，并設(shè)定多個(gè)調(diào)控周期；

5、根據(jù)當(dāng)前調(diào)控周期的初始狀態(tài)參數(shù)和光伏狀態(tài)預(yù)測(cè)模型設(shè)定當(dāng)前調(diào)控周期內(nèi)的一級(jí)調(diào)控策略；

6、根據(jù)一級(jí)調(diào)控策略生成控制信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)設(shè)定第一儲(chǔ)能模塊和第二儲(chǔ)能模塊的工作參數(shù)；

7、其中，所述第一儲(chǔ)能模塊用于補(bǔ)償網(wǎng)側(cè)高頻的功率變化，所述第二儲(chǔ)能模塊補(bǔ)償網(wǎng)側(cè)低頻的功率變化。

8、本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述當(dāng)前調(diào)控周期內(nèi)的一級(jí)調(diào)控策略時(shí)，包括：

9、獲取前一個(gè)調(diào)控周期內(nèi)的光伏電站運(yùn)行參數(shù)，并生成前一個(gè)調(diào)控周期內(nèi)的運(yùn)行評(píng)價(jià)值a；

10、根據(jù)運(yùn)行評(píng)價(jià)值a設(shè)定當(dāng)前調(diào)控周期的分步時(shí)長t；

11、根據(jù)分步時(shí)長t建立當(dāng)前調(diào)控周期的時(shí)間區(qū)間數(shù)列p，p＝(p1，p2…pn)，其中，pi為基于時(shí)間順序的當(dāng)前調(diào)控周期內(nèi)的第i個(gè)時(shí)間區(qū)間，n為時(shí)間區(qū)間數(shù)量；

12、獲取當(dāng)前調(diào)控周期的初始狀態(tài)參數(shù)；

13、s201；選取時(shí)間區(qū)間pi，生成時(shí)間區(qū)間pi開始節(jié)點(diǎn)的初始狀態(tài)參數(shù)；

14、s202：根據(jù)光伏狀態(tài)預(yù)測(cè)模型生成目標(biāo)函數(shù)和約束條件；

15、s203：根據(jù)初始狀態(tài)參數(shù)，目標(biāo)函數(shù)和約束條件求解；

16、s204：生成時(shí)間區(qū)間pi內(nèi)的子控制計(jì)劃；

17、s206：若pi＝pn，輸出全部子控制計(jì)劃；若pi≠pn，設(shè)定pi＝pi+1，迭代上述s201－s206；

18、獲取全部子控制計(jì)劃，并根據(jù)全部子控制計(jì)劃生成當(dāng)前調(diào)控周期的一級(jí)調(diào)控策略。

19、本技術(shù)的一些實(shí)施例中，根據(jù)全部子控制計(jì)劃生成當(dāng)前調(diào)控周期的一級(jí)調(diào)控策略時(shí)，包括：

20、建立子控制計(jì)劃數(shù)列b，b＝(b1，b2…bn)，其中，bi為第i個(gè)時(shí)間區(qū)間的控制計(jì)劃；

21、基于時(shí)間順序融合全部子控制計(jì)劃，生成初始調(diào)控策略；

22、生成初始調(diào)控策略的可行性評(píng)價(jià)值c；

23、

24、其中，e1為預(yù)設(shè)第一權(quán)重系數(shù)，e2為預(yù)設(shè)第二權(quán)重系數(shù)；q1為預(yù)設(shè)第一固定系數(shù)；q2為預(yù)設(shè)第二固定系數(shù)；α為基于上一個(gè)調(diào)控周期內(nèi)的運(yùn)行評(píng)價(jià)值a設(shè)定的補(bǔ)償系數(shù)；di為第i個(gè)時(shí)間區(qū)間和第i+1個(gè)時(shí)間區(qū)間之間的子控制計(jì)劃的融合評(píng)價(jià)值；a為上一個(gè)調(diào)控周期內(nèi)的運(yùn)行評(píng)價(jià)值a；

25、根據(jù)可行性評(píng)價(jià)值c判斷是否生成修正指令，并根據(jù)判斷結(jié)果生成一級(jí)調(diào)控策略。

26、本技術(shù)的一些實(shí)施例中，根據(jù)判斷結(jié)果生成一級(jí)調(diào)控策略時(shí)，包括：

27、預(yù)設(shè)第一可行性評(píng)價(jià)值閾值c1；

28、若c＞c1時(shí)，設(shè)定初始調(diào)控策略為一級(jí)調(diào)控策略；

29、若c≤c1時(shí)，生成修正指令，根據(jù)修正指令修正當(dāng)前調(diào)控周期內(nèi)的光伏狀態(tài)預(yù)測(cè)模型生成目標(biāo)函數(shù)和約束條件；

30、并根據(jù)修正結(jié)果，重新輸出各個(gè)時(shí)間區(qū)間的子控制計(jì)劃。

31、本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述生成前一個(gè)調(diào)控周期內(nèi)的運(yùn)行評(píng)價(jià)值a時(shí)，包括：

32、根據(jù)前一個(gè)調(diào)控周期內(nèi)的光伏電站運(yùn)行參數(shù)提取各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)；

33、根據(jù)預(yù)設(shè)評(píng)價(jià)模型生成運(yùn)行評(píng)價(jià)值a；

34、

35、其中，e3為預(yù)設(shè)第三權(quán)重系數(shù)；e4為預(yù)設(shè)第四權(quán)重系數(shù)；q3為預(yù)設(shè)第三固定系數(shù)；q4為預(yù)設(shè)第四固定系數(shù)；r為評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)量；βi為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響因子；fi為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)在上一個(gè)調(diào)控周期內(nèi)的參考值；f＇i為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)參考值。

36、本技術(shù)的一些實(shí)施例中，根據(jù)運(yùn)行評(píng)價(jià)值a設(shè)定當(dāng)前調(diào)控周期的分步時(shí)長t時(shí)，包括：

37、預(yù)設(shè)第一運(yùn)行評(píng)價(jià)值區(qū)間(a1，a2)，第二運(yùn)行評(píng)價(jià)值區(qū)間(a2，a3)和第三運(yùn)行評(píng)價(jià)值區(qū)間(a3，a4)；

38、若運(yùn)行評(píng)價(jià)值a處于預(yù)設(shè)第一運(yùn)行評(píng)價(jià)值區(qū)間時(shí)，設(shè)定分步時(shí)長t為預(yù)設(shè)第一分步時(shí)長t1，即t＝t1；

39、若運(yùn)行評(píng)價(jià)值a處于預(yù)設(shè)第二運(yùn)行評(píng)價(jià)值區(qū)間時(shí)，設(shè)定分步時(shí)長t為預(yù)設(shè)第二分步時(shí)長t1，即t＝t2；

40、若運(yùn)行評(píng)價(jià)值a處于預(yù)設(shè)第三運(yùn)行評(píng)價(jià)值區(qū)間時(shí)，設(shè)定分步時(shí)長t為預(yù)設(shè)第三分步時(shí)長t1，即t＝t3；且t1＜t2＜t3。

41、本技術(shù)的一些實(shí)施例中，提供了一種光伏電站協(xié)同調(diào)頻系統(tǒng)，包括：

42、中控單元，用于建立光伏系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)模型；

43、儲(chǔ)能調(diào)頻單元，包括第一儲(chǔ)能模塊和第二儲(chǔ)能模塊；

44、所述第一儲(chǔ)能模塊用于補(bǔ)償網(wǎng)側(cè)高頻的功率變化，所述第二儲(chǔ)能模塊補(bǔ)償網(wǎng)側(cè)低頻的功率變化；

45、監(jiān)測(cè)單元，用于采集各個(gè)狀態(tài)指標(biāo)的實(shí)時(shí)參數(shù)；

46、所述中控單元包括：

47、第一處理模塊，用于建立光伏狀態(tài)預(yù)測(cè)模型，并設(shè)定多個(gè)調(diào)控周期；

48、第二處理模塊，用于根據(jù)當(dāng)前調(diào)控周期的初始狀態(tài)參數(shù)和光伏狀態(tài)預(yù)測(cè)模型設(shè)定當(dāng)前調(diào)控周期內(nèi)的一級(jí)調(diào)控策略；

49、第一控制模塊，用于根據(jù)一級(jí)調(diào)控策略生成控制信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)設(shè)定第一儲(chǔ)能模塊和第二儲(chǔ)能模塊的工作參數(shù)

50、本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述第二處理模塊還用于：

51、獲取前一個(gè)調(diào)控周期內(nèi)的光伏電站運(yùn)行參數(shù)，并生成前一個(gè)調(diào)控周期內(nèi)的運(yùn)行評(píng)價(jià)值a；

52、根據(jù)運(yùn)行評(píng)價(jià)值a設(shè)定當(dāng)前調(diào)控周期的分步時(shí)長t；

53、根據(jù)分步時(shí)長t建立當(dāng)前調(diào)控周期的時(shí)間區(qū)間數(shù)列p，p＝(p1，p2…pn)，其中，pi為基于時(shí)間順序的當(dāng)前調(diào)控周期內(nèi)的第i個(gè)時(shí)間區(qū)間，n為時(shí)間區(qū)間數(shù)量；

54、獲取當(dāng)前調(diào)控周期的初始狀態(tài)參數(shù)；

55、s201；選取時(shí)間區(qū)間pi，生成時(shí)間區(qū)間pi開始節(jié)點(diǎn)的初始狀態(tài)參數(shù)；

56、s202：根據(jù)光伏狀態(tài)預(yù)測(cè)模型生成目標(biāo)函數(shù)和約束條件；

57、s203：根據(jù)初始狀態(tài)參數(shù)，目標(biāo)函數(shù)和約束條件求解；

58、s204：生成時(shí)間區(qū)間pi內(nèi)的子控制計(jì)劃；

59、s206：若pi＝pn，輸出全部子控制計(jì)劃；若pi≠pn，設(shè)定pi＝pi+1，迭代上述s201－s206；

60、獲取全部子控制計(jì)劃，并根據(jù)全部子控制計(jì)劃生成當(dāng)前調(diào)控周期的一級(jí)調(diào)控策略。

61、本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述第二處理模塊還用于：

62、建立子控制計(jì)劃數(shù)列b，b＝(b1，b2…bn)，其中，bi為第i個(gè)時(shí)間區(qū)間的控制計(jì)劃；

63、基于時(shí)間順序融合全部子控制計(jì)劃，生成初始調(diào)控策略；

64、生成初始調(diào)控策略的可行性評(píng)價(jià)值c；

65、

66、其中，e1為預(yù)設(shè)第一權(quán)重系數(shù)，e2為預(yù)設(shè)第二權(quán)重系數(shù)；q1為預(yù)設(shè)第一固定系數(shù)；q2為預(yù)設(shè)第二固定系數(shù)；α為基于上一個(gè)調(diào)控周期內(nèi)的運(yùn)行評(píng)價(jià)值a設(shè)定的補(bǔ)償系數(shù)；di為第i個(gè)時(shí)間區(qū)間和第i+1個(gè)時(shí)間區(qū)間之間的子控制計(jì)劃的融合評(píng)價(jià)值；a為上一個(gè)調(diào)控周期內(nèi)的運(yùn)行評(píng)價(jià)值a；

67、根據(jù)可行性評(píng)價(jià)值c判斷是否生成修正指令，并根據(jù)判斷結(jié)果生成一級(jí)調(diào)控策略；

68、預(yù)設(shè)第一可行性評(píng)價(jià)值閾值c1；

69、若c＞c1時(shí)，設(shè)定初始調(diào)控策略為一級(jí)調(diào)控策略；

70、若c≤c1時(shí)，生成修正指令，根據(jù)修正指令修正當(dāng)前調(diào)控周期內(nèi)的光伏狀態(tài)預(yù)測(cè)模型生成目標(biāo)函數(shù)和約束條件；

71、并根據(jù)修正結(jié)果，重新輸出各個(gè)時(shí)間區(qū)間的子控制計(jì)劃。

72、本技術(shù)實(shí)施例一種光伏電站協(xié)同調(diào)頻系統(tǒng)及其控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：

73、通過增設(shè)第一儲(chǔ)能模塊和第二儲(chǔ)能模塊，實(shí)時(shí)補(bǔ)償電網(wǎng)側(cè)的高頻的功率變化和低頻的功率變化。并通過建立光伏狀態(tài)預(yù)測(cè)模型，對(duì)光伏電站的各個(gè)非確定性參數(shù)(例如，溫度和光照輻射等參數(shù))進(jìn)行預(yù)測(cè)，并通過目標(biāo)函數(shù)和約束條件滾動(dòng)優(yōu)化生成調(diào)控策略，降低對(duì)電網(wǎng)的頻率擾動(dòng)，并保證光伏電站處于mppt的運(yùn)行狀態(tài)。提高光伏電站運(yùn)行的穩(wěn)定性。