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申请/专利权人：中国天楹股份有限公司;江苏天楹环保能源成套设备有限公司

摘要：本发明公开了一种风光储氢氨醇园区有功平衡控制方法及系统，结合园区内电源、负荷出力调节特性和系统供电可靠性要求，进行有功平衡控制区的划分，确定有功平衡控制主体和边界模型，确保关键化工负荷的持续可靠供电；设计并离网状态下各平衡控制区的控制模式，确定其平衡职责；基于各平衡控制区的有功调节需求，选择合适的调节资源参与功率分配，实现园区电网的实时有功平衡调度。本发明适应于并网型和独立型风光储氢氨醇一体化园区电网或微电网，实现了园区电网的实时有功平衡调度。

主权项：1.一种风光储氢氨醇园区有功平衡控制方法，其特征在于包含以下步骤：S1、园区电网有功平衡控制区建模；所述步骤S1具体为，1.1、根据园区与公网的连接关系确定园区有功平衡控制要求，其中并网型用于维持联络线功率跟踪交换计划或下电功率控制、离网型用于维持系统频率符合要求；在园区有功平衡控制区划分时，分为主控制区和子控制区；1.2、将风电、光伏、柔性制氢的资源组合，生物质发电与合成氨和制甲醇的资源组合；1.3、在园区电网中，储能作为调节资源纳入风电、光伏、柔性制氢的资源组合；1.4、在园区电网中，合成氨和制甲醇属于高供电可靠性要求负荷，用电负荷稳定与之匹配稳定的基础电源生物质发电；1.5、园区电网中风电、光伏、柔性制氢和储能作为主控制区内部资源；1.6、确定主控制区和子控制区的边界模型；并网型园区电网：子控制区作为主控制区的内部控制区，子控制区联络线为生物质发电厂经升压变后的并网点出线、合成氨和制甲醇用电负荷的降压变的并网点进线；主控制区联络线为电网公司要求的并网考核点，取公共连接点PCC主变高压侧或低压侧进线；园区有功控制区的有功潮流流向均以送出为正；子控制区是一个封闭区域或多个封闭区域的合集；离网型园区电网：主控制区和子控制区相互独立，通过联络线互联；两个控制区间的联络线是生物质发电厂经升压变后的并网点出线、合成氨和制甲醇用电负荷的降压变的并网点进线；园区有功控制区的有功潮流流向均以送出为正；S2、园区电网有功平衡控制模式与控制策略，具体步骤为：2.1、控制区控制模式决定了控制区的有功平衡调节责任；并网型园区电网：根据园区电网公共连接点PCC处并网开关状态，确定园区电网的并离网运行状态，其中并网状态下主控制区和子控制区维持联络线交换功率在交换计划区间内，采用恒定联络线交换功率控制FTC；离网状态下主控制区维持系统频率在目标频率区间内，采用恒定频率控制FFC；子控制区维持联络线交换功率在计划值区间内，采用恒定联络线交换功率控制FTC；离网型园区电网：主控制区维持系统频率在目标频率区间内，采用恒定频率控制FFC；子控制区维持联络线交换功率在计划值附近，采用恒定联络线交换功率控制FTC；2.2、根据主控制区和子控制区的控制模式计算区域控制偏差ACE；恒定频率控制FFC： （1）式中，PACE为区域控制偏差ACE的值；B为频偏系数；f为量测频率；fN为目标频率；恒定联络线交换功率控制FTC: （2）式中，PT为联络线交换功率；PT,Plan为联络线交换计划；2.3、并网型园区电网在并网状态下，由于园区电网扰动引起并网点潮流变化，考虑网电使用限制要求和园区用电的需量控制要求，通过附加控制环节，进行定周期电量偿还；电量偿还周期内累积的非计划交换电量为， 3式中，，为周期的起点时刻；、分别为t时刻联络线交换功率、联络线交换计划或最大需量；为电量偿还周期；若非计划交换电量大于设定门槛值，，则启动电量偿还，用于计划偿还的功率为， （4）计划偿还的功率作为联络线交换计划的分量，对公式（2）调整； （5）；2.4、含新能源场站的控制区，增加考虑新能源预测修正的附加控制环节，以应对新能源预测与实际出力的偏差、新能源出力大幅波动的风险； （6）式中，、为新能源预测偏差、新能源预测增量的调整系数，取值范围0~1.0；、为当前5分钟的新能源预测、下5分钟的新能源预测值；为新能源实际出力；多个风电场或光伏电站，新能源预测和实际出力取所有场站预测和实际出力的累加；2.5、采用比例积分环节计算区域有功调节需求； （7）式中，、分别为比例系数和积分系数，取值为负；为t时刻的ACE；为积分的周期的起始时刻；S3、园区电网有功平衡控制分配方法，具体步骤为：3.1、控制区内场站和负荷作为控制区的调度控制单元，接收远方计划或调度控制指令，其控制模式决定了参与控制区平衡的调节责任；a并网型园区电网：主控制区：风电场、光伏电站采用计划跟踪BLO模式或BLR模式；计划跟踪BLO模式跟踪风电、光伏发电计划；BLR模式在跟踪风电、光伏发电计划基础上，参与控制区不平衡量分配；储能电站采用平衡调节BPR控制模式，作为控制区的平衡电源，若存在多个储能电站，选择部分储能电站工作在计划跟踪BLO模式或BLR模式下，参与调峰或调频控制；制氢负荷采用计划跟踪BLO模式或BLR模式；计划跟踪BLO模式跟踪制氢用电计划；BLR模式在跟踪制氢用电计划的基础上，参与控制区不平衡量分配；子控制区：生物质发电厂或燃氢发电机采用平衡调节BPR模式，参与子控制区的联络线功率控制；合成氨和甲醇负荷采用计划跟踪BLO模式，跟踪用电计划；b离网型园区电网：主控制区风电场、光伏电站、制氢负荷，子控制区生物质发电厂或燃氢发电机、合成氨和甲醇负荷的控制模式与并网型园区电网相同；储能电站作为平衡电源，采用恒频恒压就地控制模式下，不接收远方AGC指令，同样若存在多个储能电站，选择部分储能电站工作在平衡调节BPR模式、计划跟踪BLO模式或BLR模式下；3.2、考虑并离网状态的区域调节需求的计算；并网状态主、子控制区和离网状态下子控制区的同公式（7）；离网状态下，主控制区负责园区电网的频率调节，承担有功的实时平衡控制，其中平衡电源的储能电站偏离预设平衡基点的部分功率，需要由其他调频电源来承担，以恢复平衡电源的可调能力；离网状态下的主控制区调节需求为， （8）式中，、分别为比例系数和积分系数，取值为负；为t时刻的ACE；为积分的周期的起始时刻，、分别为t时刻作为平衡电源的储能电站的实际出力与预设平衡基点；若存在多个作为平衡电源的储能电站，则取各站实际出力、预设平衡基点的累加；由于变化频繁，工程化应用采用一阶低通滤波，滤除高频分量，捕捉功率的变化趋势；3.3、区域调节需求在调度控制单元间分配时，采用新能源优先消纳、储能优先调度、负荷应急调节的原则，在风电场、光伏电站、储能电站和制氢负荷间分配，利用储能优先调节系统扰动，减少新能源限电几率，避免电解槽进入频繁启停的负荷区间段；a若，按照处于限电状态的风电场和光伏电站增出力、处于充电状态的储能电站转零功率运行或放电、非充电状态的储能电站放电、高负荷率的制氢单元降低负荷的顺序，各调控单元根据有功调节步长依次承担；风电场、光伏电站和储能电站的分配功率为 （9）式中，为剩余待分配区域调节需求，，i为场站的调用顺序；、和分别为场站的调节上限、实际出力和调节步长；制氢场站的分配功率为 （10）式中，、和分别为制氢调控单元的调节下限、实际负荷和调节步长；b若，按照处于放电状态的储能电站转零功率运行或充电、非放电状态的储能电站充电、低负荷率的可调制氢电源增加负荷功率、风电场和光伏电站降出力限电运行的顺序，各调控单元根据有功调节步长依次承担；风电场、光伏电站和储能电站的分配功率为 （11）式中，为剩余待分配区域调节需求，，i为场站的调用顺序；、和分别为场站的调节下限、实际出力和调节步长；制氢单元的分配功率为 （12）式中，、和分别为制氢调控单元的调节上限、实际负荷和调节步长；3.4、子控制区完全由生物质发电厂或燃氢发电机承担的调节，多个电厂或机组间采用可调容量比例、可调容量或指定优先级的分配策略；3.5、计算场站、负荷的有功控制目标； （13）式中，为调控单元的基点功率，计划跟踪BLO模式、BLR模式取发用电计划值，平衡调节BPR模式取实际出力；为调控单元的调节功率，计划跟踪BLO模式为0，BLR模式的风电场、光伏电站和储能电站取、制氢场站取。

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