一种高空风电并网系统的运行优化方法及装置与流程

本发明涉及能源调控，特别涉及一种高空风电并网系统的运行优化方法及装置。

背景技术：

1、高空风能系统采用的发电形式主要由空中子系统和地面子系统两部分组成，空中子系统主要由做功伞组成，地面子系统主要由发电机、卷扬机和万向滑轮组成，高空风电系统具有风速大、能量高、基建工程量小等特点，具备产业化发展的优势和潜力。

2、然而，实际应用过程中往往会因为风力的影响导致高空风电系统发电具有较大波动性，进而引起与其相连的电网并网点电压和频率波动，降低了高空风电并网系统运行的安全性。

3、基于此，目前亟需一种高空风电并网系统的运行优化方法及装置来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种高空风电并网系统的运行优化方法及装置，能够有效提升高空风电并网系统运行的安全性。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种高空风电并网系统的运行优化方法，包括：

3、所述高空风电并网系统包括高空风电系统、储能系统和电网；所述高空风电系统、所述储能系统和所述电网均连接至并网点；所述方法包括：

4、获取高空风电并网系统的当前运行数据；

5、确定所述当前运行数据是否满足所述并网点的友好并网要求；所述友好并网要求用于保证所述电网处于稳定供电状态；

6、若不满足，则根据所述当前运行数据、所述储能系统的储能状态以及所述并网点的友好并网要求，确定所述储能系统优化后的储能目标功率；并根据所述储能目标功率确定为所述电网提供的并网输出功率。

7、优选地，所述确定所述当前运行数据是否满足友好并网要求，包括：

8、利用所述高空风电并网系统的当前运行数据，计算并网指标的值；所述并网指标包括波动性指标、源荷匹配性指标和运行适应性指标；

9、确定计算得到的并网指标的值是否均在相应指标阈值范围内，若是，则确定所述当前运行数据满足友好并网要求；否则确定所述当前运行数据不满足友好并网要求。

10、优选地，所述高空风电并网系统的运行数据包括所述高空风电系统的输出功率、所述并网点的并网输出功率、所述并网点公用变电站的承载力负荷，所述并网点的电压和所述并网点的标称电压；

11、所述波动性指标pf(t)通过如下公式计算得到：

12、pf(t)＝pgrid(t)-pc(t-1)

13、式中，pf(t)为波动性指标；pgrid(t)为t时刻高空风电系统的输出功率；pc(t-1)为t-1时刻并网点的并网输出功率；

14、所述源荷匹配性指标pk(t)通过如下公式计算得到：

15、

16、式中，pload为并网点公用变电站的承载力负荷；

17、所述运行适应性指标uk(t)通过如下公式计算得到：

18、

19、式中，ugrid(t)为t时刻并网点的电压；un为所述电网的标称电压。

20、优选地，根据所述当前运行数据、所述储能系统的储能状态以及所述并网点的友好并网要求，确定所述储能系统优化后的储能目标功率，包括：

21、根据所述当前运行数据、所述储能系统的储能状态以及所述并网点的友好并网要求，生成目标函数和约束条件，以得到源网储协调运行系统模型；

22、利用模型预测控制算法对源网储协调运行系统模型进行求解，得到所述储能系统优化后的储能目标功率。

23、优选地，所述源网储协调运行系统模型以系统总成本最低为目标函数；其中，所述系统总成本包括储能系统运行成本和弃风惩罚成本；

24、所述源网储协调运行系统模型以有功功率平衡约束、功率波动约束、电压波动约束、储能电池充放电约束和储能电池的荷电状态约束为约束条件。

25、优选地，所述目标函数通过如下公式建立：

26、

27、式中，min为系统总成本最低值；δ1为储能系统运行成本系数；δ2为弃风惩罚成本系数；pes(t)为t时刻储能系统的充放电功率；ppunish(t)为t时刻的弃风功率。

28、优选地，所述并网输出功率通过如下公式计算得到：

29、pc(t)＝pgrid(t)+pb(t)

30、式中，pc(t)为t时刻并网点的并网输出功率；pb(t)为t时刻储能目标功率。

31、第二方面，本发明实施例还提供了一种高空风电并网系统的运行优化装置，包括：

32、获取单元，用于获取高空风电并网系统的当前运行数据；

33、第一确定单元，用于确定所述当前运行数据是否满足所述并网点的友好并网要求；所述友好并网要求用于保证所述电网处于稳定供电状态；

34、第二确定单元，用于当不满足时，根据所述当前运行数据、所述储能系统的储能状态以及所述并网点的友好并网要求，确定所述储能系统优化后的储能目标功率；并根据所述储能目标功率确定为所述电网提供的并网输出功率。

35、第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。

36、第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。

37、本发明实施例提供了一种高空风电并网系统的运行优化方法及装置，首先获取高空风电并网系统的当前运行数据，根据该运行数据确定高空风电并网系统是否满足并网点的友好并网要求，如果不满足则根据预设的条件对储能系统进行优化调整，以得到用于维持高空风电并网系统安全稳定运行的储能目标功率。上述方法采用高空风电并网系统整体控制思路，加强高空风电系统、储能系统和电网的协调运行，提高高空风电并网稳定性，保证末端电网电压的安全输出，同时为高空风电的可靠、经济、友好并网提供解决方案，具有较强实用型和推广价值。

技术特征：

1.一种高空风电并网系统的运行优化方法，其特征在于，所述高空风电并网系统包括高空风电系统、储能系统和电网；所述高空风电系统、所述储能系统和所述电网均连接至并网点；所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述当前运行数据是否满足友好并网要求，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高空风电并网系统的运行数据包括所述高空风电系统的输出功率、所述并网点的并网输出功率、所述并网点公用变电站的承载力负荷，所述并网点的电压和所述并网点的标称电压；

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述当前运行数据、所述储能系统的储能状态以及所述并网点的友好并网要求，确定所述储能系统优化后的储能目标功率，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述生成目标函数和约束条件，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标函数为：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述并网输出功率通过如下公式计算得到：

8.一种高空风电并网系统的运行优化装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存放计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器上所存放的计算机程序，以实现上述权利要求1-7任一所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一所述的方法的步骤。

技术总结本发明提供了一种高空风电并网系统的运行优化方法及装置，涉及高空风电技术领域，其中方法包括：获取高空风电并网系统的当前运行数据；确定所述当前运行数据是否满足所述并网点的友好并网要求；所述友好并网要求用于保证所述电网处于稳定供电状态；若不满足，则根据所述当前运行数据、所述储能系统的储能状态以及所述并网点的友好并网要求，确定所述储能系统优化后的储能目标功率；并根据所述储能目标功率确定为所述电网提供的并网输出功率。本方案能够加强高空风电自身系统与电网的协调运行，提高高空风电并网稳定性。技术研发人员：罗必雄,章雪萌,李晓宇,任宗栋,杨亚军,张松,胡槐生,孙健,张靖,何亚东,张翔,徐凤,钱李欣受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17