一種大規模光伏接入的電力系統儲能控制方法與流程

本發明涉及能源互聯網領域，具體涉及一種大規模光伏接入的電力系統儲能控制方法。

背景技術：

能源互聯網是以電力系統為核心，以互聯網及其他前沿信息技術為基礎，以分布式可再生能源為主要一次能源，與天然氣網絡、交通網絡等其他系統緊密耦合而形成的復雜多網流系統。能源互聯網五大內涵為：1)支持由化石能源向可再生能源轉變；2)支持大規模分布式能源接入；3)支持大規模氫儲能及其他儲能設備接入；4)利用互聯網技術改造電力系統；5)支持向電氣化交通的轉型。

光伏發電等大規模可再生能源并網發電已經成為未來電力系統的發展趨勢，也是能源互聯網實現的內在要求。隨著光伏發電在電力系統中裝機容量所占比例越來越大，它對電力系統規劃、仿真、調度、控制的影響也引起人們極大關注，特別是大規模光伏發電系統并入電力系統的帶來的短時功率波動和日夜發電不均衡問題越來越得到研究者們的重視。

儲能技術在很大程度上可解決可再生能源發電的隨機性和波動性問題，但是在短時波動的平抑，以及區域負荷平衡方面仍有欠缺。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種大規模光伏接入的電力系統儲能控制方法，可以解決現有技術采用儲能技術解決可再生能源發電的隨機性和波動性問題，但是在短時波動的平抑，以及區域負荷平衡方面仍有欠缺的問題。

本發明通過以下技術方案實現：

一種大規模光伏接入的電力系統儲能控制方法，包括以下步驟：

步驟1：將光伏發電站按照輸出電壓等級分別接入輸電網和配電網，在配電網配置功率型儲能系統，在輸電網配置能量型儲能系統；

步驟2：所述功率型儲能系統采用雙重滑動平均算法計算儲能充放電策略，對配電網接入的光伏發電站輸出功率短時波動進行平抑；

步驟3：所述能量型儲能系統先對輸電網和配電網接入的光伏發電站進行發電預測，對配電網接入的負荷進行負荷預測，分別得到預測光伏出力曲線和預測負荷曲線，再采用預測控制方法，制定日操作計劃，在光伏倒送時段儲能，在夜間負荷時段發電。

本發明的進一步方案是，所述步驟2中的雙重滑動平均算法的計算公式為：

其中y₁，y₂，…y_t，…y_n為取樣周期內的時間序列，M_t為取樣周期內時間t的滑動平均值，MM_t為取樣周期內時間t的雙重滑動平均值，N為滑動平均算法跨度。

本發明的進一步方案是，所述功率型儲能系統的形式包括超級電容儲能、飛輪儲能、超導儲能以及快速充放電的電池儲能。

本發明的進一步方案是，所述能量型儲能系統的形式包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能以及大容量電池儲能。

本發明與現有技術相比的優點在于：

一、對配電網中中小型光伏發電系統采用功率型儲能，對輸電網中大型光伏發電系統采用能量型儲能，對不同的電壓等級采用不同的儲能系統；對于配電網級儲能系統采用雙重滑動平均算法計算儲能系統充放電策略，實現對35kV及以下配電網接入光伏輸出功率短時波動的平抑，采樣周期縮短一半，平抑效果更好，能夠得到更加平滑的光伏系統輸出功率；

二、對于輸電網儲能系統采用預測控制方法得出該類儲能系統的充放電調度計劃，實現對倒送輸電網光伏輸出功率的平抑并實現該區域負荷均衡；配電網級儲能系統和輸電網級儲能系統之間協調配合，實現減少倒送功率對主網的影響，同時增加了該地區的新能源的并網容量。

附圖說明

圖1為本發明的電網架構示意圖。

圖2為滑動平均算法與雙重滑動平均算法平抑波動效果對比圖。

具體實施方式

一種大規模光伏接入的電力系統儲能控制方法，包括以下步驟：

步驟1：如圖1所示，將輸出電壓等級為0.38KV、10KV、35KV的中小型光伏發電站接入配電網，將輸出電壓等級為110KV、220KV的大中型光伏發電站接入輸電網；在配電網配置功率型儲能系統，所述功率型儲能系統的形式包括超級電容儲能、飛輪儲能、超導儲能以及快速充放電的電池儲能，持續充放電時間為秒級，具有功率密度大、響應速度快、循環壽命長等特點，但其容量相對較小；在輸電網配置能量型儲能系統，所述能量型儲能系統的形式包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能以及大容量電池儲能，其持續充放電時間為分鐘級，具有較高的能量密度，但循環壽命較短，不適于頻繁的充放電轉換。

步驟2：所述功率型儲能系統采用雙重滑動平均算法計算儲能充放電策略，對配電網接入的光伏發電站輸出功率短時波動進行平抑，減少短時功率波動對系統的影響；所述雙重滑動平均算法的計算公式為：

其中y₁，y₂，…y_t，…y_n為取樣周期內的時間序列，M_t為取樣周期內時間t的滑動平均值，MM_t為取樣周期內時間t的雙重滑動平均值，N為滑動平均算法跨度。

若普通滑動平均算法的采樣周期為600秒，則雙重滑動平均算法以300秒為采樣周期，以某地區600kW中小型光伏發電系統為例進行仿真計算，時間為夏季某日10:00-15:00，天氣多云，通過滑動平均算法和雙重滑動平均算法對比平抑后光伏輸出功率如圖2所示，結合下表中的數據，可以看出，雙重滑動平均算法對光伏系統輸出功率短時波動的平抑效果更好，采用雙重滑動平均算法能夠控制儲能系統能夠得到更加平滑的光伏系統輸出功率。

步驟3：所述能量型儲能系統先對輸電網和配電網接入的光伏發電站進行發電預測，對配電網接入的負荷進行負荷預測，分別得到預測光伏出力曲線和預測負荷曲線，再采用預測控制方法，制定日操作計劃，在光伏倒送時段儲能，在夜間負荷時段發電，實現對倒送輸電網光伏輸出功率的平抑和吸收，保證該地區的負荷均衡，同時減少倒送功率對主網的影響，并增加新能源的并網容量。