含海上风电—光伏—储能的多能源联合发电运行控制方法.pdf
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1、0引言当前,随着社会对电能需求量逐年增大,能源、环境危机加剧,传统石油、煤炭、天然气等能源逐渐枯竭,在此背景和环境下,我国急需进行能源结构转型和新能源的研究及应用。海上风电、光伏、储能均为新能源,与传统的能源相比,具有较强的优势及不可替代的特征,例如可以减少资源量的消耗速度、可再生、能够有效控制气体的排放、降低对环境的影响、控制温室效应速度等,这些优点在一定程度上解决了大部分能源发电存在的问题。在强化发电量的同时,提高整体的控制程序,对新能源的发展具有重要的意义。要达到预期的发电量,还需要将海上风电、光伏、储能等进行多能源的联合发电。然而,当前多能源发电的运行控制方式一般为单向,许懿等1和苏鹏
2、等2分别提出传统 AGC(Automatic GenerationControl)多能源联合自动发电控制方法、传统惯性动态多能源联合发电优化控制方法,这2种控制形式虽然可以实现预期的控制任务及目标,但是缺乏针对性和稳定性,在不同的发电环境下,难以实现协调控制及把握运行的安全性和稳定性,造成不可预测的控制问题与缺陷3。不仅如此,单向的运行控制方式整体效率较低,这也是导致最终控制结果出现误差的重要原因之一4。为此,本文提出含海上风电光伏储能的多能源联合发电运行控制方法的设计,并进行验证分析,以实际的发电工程为背景,从多个角度设计对应的发电控制结构,进一步扩大运行控制范围5。1风电光伏储能多能源发电
3、控制方法设计1.1提取多能源联合发电调峰特性海上风电、光伏、储能均属于新兴的优质能源,在当前的社会背景及环境下,新能源逐渐取代传统能源,成为发电行业的主要支撑能源6。因此,需要针对多能源联合发电控制的需求,提取联合发电调峰的特性7。当前,主流发电站多数由聚光集热系统总体控制,具有较强的稳定性与针对性,因此对应的能源联合发电效果通常较为稳定、可靠,可以凸显发电调峰的特征8。首先,对基础性的发电环境及范围进行设置,在当前的区域内,设置一定数量的监测节点,以便采集实时数据和信息。其次,通过聚光集热系统进行电能转换,测算电站的储电容量,计算公式如下:【作者简介】韩春绿,男,河南滑县人,硕士,任职于中国
4、电建集团山东电力建设第一工程有限公司,高级工程师,研究方向:电力建设管理;张彬,男,山东蒙阴人,硕士,任职于中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司,高级工程师,研究方向:电力建设管理;林江,男,山东济南人,本科,任职于中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司,高级工程师,研究方向:电力建设、工程管理;宋程国,男,山东菏泽人,本科,任职于中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司,助理工程师,研究方向:电力建设、设备物资管理。【引用本文】韩春绿,张彬,林江,等.含海上风电光伏储能的多能源联合发电运行控制方法 J.企业科技与发展,2023(9):52-55.含海上风电光伏储能的多能源联合发电运行控
5、制方法韩春绿,张彬,林江,宋程国(中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司,山东 济南 250100)摘要:当前的多能源联合发电运行控制结构一般设定为独立形式,控制效率较低,导致受阻电量均值比增加。文章设计一种含海上风电光伏储能的多能源联合发电运行控制方法,并验证其可行性。根据发电运行控制需求及标准的变化,提取多能源联合发电调峰特性,采用多时段的方式提升控制效率,设计多时段发电运行控制结构;构建随机约束自适应发电运行控制模型,采用联合调峰交叉优化处理,实现发电运行控制。最终的测试结果表明,在设定的6个测试周期内,相比传统多能源联合自动发电控制(AGC)测试组和传统惯性动态多能源联合发电优化控制
6、测试组,多能源联合发电运行控制测试组最终得出的受阻电量均值比能较好地控制在0.25以下,说明在当前的多能源联合发电背景下,该方法的运行控制效果更佳,误差可控,具有一定的实际应用价值。关键词:海上风电;光伏发电;储能转换;多能源联合;发电运行;控制方法中图分类号:TM61文献标识码:A文章编号:1674-0688(2023)09-0052-04韩春绿,张彬,林江,等.含海上风电光伏储能的多能源联合发电运行控制方法企业技术实践52Q=-o=1o+(1)其中:Q表示储电容量,表示发电覆盖区域,表示负荷值,o表示时移调节次数,表示额定功率。结合当前的测定,计算基础触电容量,并以此为基础,针对多能源联合
7、发电的需求,进行基础性的负荷配置处理;此时,依据储电容量的变化,分析判定对应的运行控制调峰特性,形成初始的电力控制目标,实现对基础测试条件的制定。需要注意的是,当前设定的控制标准及发电调峰特征并不是固定的,而是根据实际的需求做出相应的调整,以强化控制的灵活性与稳定性。1.2设计多时段发电运行控制结构传统的发电运行控制结构一般设置为独立形式,虽然可以实现预期的控制任务及目标,但是缺乏具体性与稳定性,在不同的发电环境下,难以把控各个电力处理的环节,无法达到预期的控制标准。因此,需结合实际的多能源联合发电的控制需求,设计多时段的发电运行控制结构。结合含海上风电光伏储能的多能源联合发电控制需求及标准的
8、变化,进行基础控制指标与标准值的设置(见表1)。表1多时段发电运行控制指标及标准值设置表多时段发电运行控制指标项目约束变量比单元控制差设置时段调峰优化比调度时间(s)定向参数基准值3.022.01下调峰时段6.351.12实测参数基准值2.151.16下调峰时段+其他时段5.121.03根据表1完成对多时段发电运行控制指标及标准值的设置。结合当前多能源联合发电的需求,将发电的运行时段划分为下调峰时段和其他时段,利用提取的发电调峰特征作为引导,制定对应的运行控制目标,在发电的过程中,结合调峰标准的变动,对控制任务和质量进行修正转换,形成一个具有循环性的控制结构,进一步满足多变的控制要求。1.3构
9、建随机约束自适应发电运行控制模型结合随机约束原理,针对含海上风电光伏储能的多能源联合发电的需求,构建自适应的发电运行控制模型。需要在下调分发电时段内设置一个基础性的边界规则,即一种发电的边界规则。明确具体的边界发电控制范围,将边界系数设置控制在3.254.16 为最佳,允许出现的最大边界差值为3.25。在当前的测试时段内,设计确定性的约束范围,现阶段约束条件中的随机变量为11.0313.05。在不同的时刻分析发电情况并进行布设,结合上述边界条件的设置,计算当前的单元控制期望值,计算公式如下:Z=2R=1SR+1-22(2)其中:Z表示模型单元控制期望值,2表示电力约束转化均值,S表示定向识别区
10、域,R表示期望识别次数,1和2分别表示预期受阻电量和实时收租电量。结合当前的测定,计算模型的单元控制期望值,将其作为多能源联合发电运行控制的精准值,采用自适应的方式对发电控制环节进行合理性的调配处理,进而建立目标式的随机约束自适应发电运行控制模型,随机约束自适应发电运行控制模型结构图如图1所示。发电能源站关联设置运行控制目标通过随机约束自适应原理设计控制标准调整约束限值获取控制数据输出最终结果图1随机约束自适应发电运行控制模型结构图根据图1完成对随机约束自适应发电运行控制模型结构的设计与实践分析,并以此为基础,结合当前的多能源发电情况,修正初始的控制目标,通过设计模型计算随机约束控制限值,计算
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