[发明专利]基于分类控制的近海可再生能源发电场波动功率平滑方法

说明书

技术领域

本发明属于可再生能源发电的技术领域，特别涉及了基于分类控制的近海可再生能源发电场波动功率平滑方法。

背景技术

近海可再生能源综合发电场由多个近海可再生能源综合发电单元组成，每个发电单元均包含近海风力发电、波浪能发电和潮流能发电装置。由于近海风电和波浪能发电输出功率随机性，近海可再生能源综合发电场接入电网运行后，将对电能质量以及电网的平稳运行产生重要影响。对于可再生能源发电系统输出功率的快速波动，研究的热点是采用储能设备进行平滑。然而储能设备成本高昂，增加储能设备势必会导致整个建设成本大幅增加。另外尽管目前的储能设备多种多样，但各自均有相应的缺点，如抽水蓄能电站受地域限制、效率低，电池储能对环境影响大、能量密度和功率密度不能兼顾等。

发明内容

为了解决上述背景技术存在的技术问题，本发明旨在提供基于分类控制的近海可再生能源发电场波动功率平滑方法，实现了不需要储能装置就能够保持综合发电场整体输出功率平稳的目的。

为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案是：

基于分类控制的近海可再生能源发电场波动功率平滑方法，应用于由多个近海可再生能源发电单元组成的综合发电场，按照实际风速和潮流流速的大小，将发电场内所有的风力发电装置和潮流能发电装置分为2类：对于低风速或者低潮流流速的发电装置实施转速控制的功率分配策略，滤除发电场有功功率中的高频谐波；对于高风速或者高潮流流速的发电装置实施桨距角控制的功率分配策略，调整发电场有功出力的低频缓慢波动。

上述的低风速或者低潮流流速和高风速或者高潮流流速按照以下方法进行划分：

所述的低风速或者低潮流流速和高风速或者高潮流流速按照以下方法进行划分：当风速或潮流流速大于V_cut,in，且小于时，此时的风速或潮流流速为低风速或低潮流流速；当风速或潮流流速大于且小于V_cut,out时，此时的风速或潮流流速为高风速或高潮流流速；

其中，ω_max是风力发电装置和潮流能发电装置最大转子转速，R为风力发电装置和潮流能发电装置叶轮半径，λ_opt为风力发电装置和潮流能发电装置的最优叶尖速比，V_cut,out为切出风速或者切出流速，V_cut,in为切入风速或者切入流速。

上述转速控制的功率分配策略利用如下方法确定：

（1）通过一次低通滤波获取发电场输出功率的高频谐波ΔP_HighFreq；

（2）根据实际的风速或者潮流流速、转子转速以及桨距角计算低风速或者低潮流流速的发电装置仅通过转速控制能够实现的最大功率调整量ΔP_{r_max}(i)，i＝1,2,...,n，n为发电场内低风速的风力发电装置或低潮流流速的潮流能发电装置的个数；

（3）计算低风速或者低潮流流速的发电装置能调整的总功率

ΔPr sum=Σi=1nΔPrmax(i);]]>