CN102820674B - 协调发电机组与储能系统出力的方法、装置及发电系统 - Google Patents

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CN102820674B CN201210155077.7A CN201210155077A CN102820674B CN 102820674 B CN102820674 B CN 102820674B CN 201210155077 A CN201210155077 A CN 201210155077A CN 102820674 B CN102820674 B CN 102820674B
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Abstract

本发明公开了一种协调发电机组与储能系统出力的方法、装置及发电系统,所述方法包括:检测到功率调度指令更新后,根据发电机组和储能系统各自的运行信息判断发电机组和储能系统当前各自的运行状态是否正常,若判断结果均为是,则从所述当前更新的功率调度指令中提取出慢速指令信号;根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令,根据所述功率调度指令生成储能系统出力指令,将所述发电机组出力指令和储能系统出力指令分别发送给发电机组和储能系统。应用本发明避免了由于储能系统的接入对原有发电机组出力控制系统的扰动,保证了对发电系统总体出力的有效和合理控制,使发电系统的总体出力更好地满足功率调度指令要求。

Description

协调发电机组与储能系统出力的方法、装置及发电系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电力技术领域,特别涉及协调发电机组与储能系统出力的方法、装置 及发电系统。
背景技术
[0002] 电力系统包括电网、提供电能的发电机组以及各种用电设备。希望的是,发电机组 所提供的电能与用电设备所消耗的电能实时平衡。为此,在发电机组的机端接入了储能系 统,以平衡发电机组所提供的电能与用电设备所消耗电能,提高整个电力系统的稳定性。
[0003] 储能系统接入电厂内发电机组的机端后,电厂内远动终端(RTU)向外提供的总体 出力由原有的发电机组出力,变为发电机组与储能系统的出力总和。也即,发电系统向外提 供的总体出力由原有的发电机组出力,变为发电机组与储能系统的出力总和。
[0004] 储能系统接入后,如何实现发电机组的出力与储能系统的出力的有效配合,协调 发电机组的出力与储能系统的出力,避免由于储能系统的接入对原有发电机组出力控制系 统的扰动成为亟需解决的问题。
发明内容
[0005] 本发明实施例提供了一种协调发电机组与储能系统出力的方法、装置及发电系 统,通过协调发电机组的出力与储能系统出力,避免由于储能系统的接入对原有发电机组 出力控制系统的扰动,使发电系统的总体出力更好地满足功率调度指令要求。同时,大幅度 的降低发电机组对出力的频繁调节,提高发电机组运行效率,降低机组磨损和设备故障率。
[0006] -种协调发电机组与储能系统出力的方法,用于发电系统中,所述发电系统包括 用于产生出力的发电机组、用于配合发电机组运行的储能系统;所述方法包括:预先设置 独立于发电机组和储能系统的机端出力调度装置;所述机端出力调度装置执行以下步骤:
[0007] 检测到功率调度指令更新后,根据发电机组和储能系统各自的运行信息判断发电 机组和储能系统当前各自的运行状态是否正常,若判断结果均为是,则
[0008] 从所述当前更新的功率调度指令中提取出慢速指令信号;
[0009] 根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令,根据所述功率调度指令生成储能 系统出力指令,将所述发电机组出力指令和储能系统出力指令分别发送给发电机组和储能 系统,以使发电机组和储能系统分别根据所述发电机组出力指令和储能系统出力指令中所 指示的出力执行操作。
[0010] 其中,从所述当前更新的功率调度指令中提取出慢速指令信号的步骤包括:
[0011] 提取功率调度指令更新时刻,获取与该更新时刻对应的预定时间长度的负载均值 指令,将所述负载均值指令所指示的出力作为当前的慢速指令信号;
[0012] 或者;
[0013] 对所述更新时刻的功率调度指令进行低通滤波,将滤波后获得的出力作为当前的 慢速指令信号。
[0014] 其中,根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令的步骤包括:
[0015] 将所述慢速指令信号中所指示的出力作为发电机组出力指令所指示的出力,生成 发电机组出力指令。
[0016] 其中,所述方法还包括:根据所述储能系统的充电状态计算储能系统充电状态修 正量,所述储能系统充电状态修正量中包含储能系统充电状态修正出力;
[0017] 根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令的步骤包括:
[0018] 计算所述慢速指令信号中所指示的出力与储能系统充电状态修正出力之和;
[0019] 将所述计算结果作为发电机组出力指令所指示的出力,生成发电机组出力指令。
[0020] 其中,根据所述功率调度指令生成储能系统出力指令的步骤包括:
[0021] 获得发电机组出力指令中所指示的出力;
[0022] 计算所述功率调度指令中所指示的出力与所述发电机组出力指令中所指示的出 力之差;
[0023] 将所述计算结果作为储能系统出力指令所指示的出力,生成储能系统出力指令。
[0024] 其中,根据所述功率调度指令生成储能系统出力指令的步骤包括:
[0025] 获得发电机组当前的实时出力;
[0026] 计算所述功率调度指令中所指示的出力与所述发电机组当前的实时出力之差;
[0027] 将所述计算结果作为储能系统出力指令所指示的出力,生成储能系统出力指令。
[0028] -种协调发电机组与储能系统出力的装置,所述装置包括:
[0029] 运行状态判断单元,检测到功率调度指令更新后,根据发电机组和储能系统各自 的运行信息判断发电机组和储能系统当前各自的运行状态是否正常,若判断结果均为是, 则通知信号提取单元;
[0030] 信号提取单元,用于从所述当前更新的功率调度指令中提取出慢速指令信号;
[0031] 出力指令产生单元,用于根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令,根据所 述功率调度指令生成储能系统出力指令,将所述发电机组出力指令和储能系统出力指令分 别发送给发电机组和储能系统,以使发电机组和储能系统分别根据所述发电机组出力指令 和储能系统出力指令中所指示的出力执行操作。
[0032] 其中,所述信号提取单元包括:
[0033] 第一提取子单元,用于提取功率调度指令更新时刻,获取与该更新时刻对应的预 定时间长度的负载均值指令,将所述负载均值指令所指示的出力作为当前的慢速指令信 号;
[0034] 或者;
[0035] 第二提取子单元,用于对所述更新时刻的功率调度指令进行低通滤波,将滤波后 获得的出力作为当前的慢速指令信号。
[0036] 其中,所述出力指令产生单元包括:
[0037] 发电机组出力产生单元,用于根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令,将 所述发电机组出力指令传送给发电机组;
[0038] 储能系统出力产生单元,用于根据所述功率调度指令生成储能系统出力指令,将 所述储能系统出力指令传送给储能系统。
[0039] 其中,发电机组出力产生单元包括:
[0040] 第一指令生成子单元,用于将所述慢速指令信号中所指示的出力作为发电机组出 力指令所指示的出力,生成发电机组出力指令。
[0041] 其中,所述装置还包括:
[0042] 储能系统充电状态修正单元,用于根据所述储能系统的充电状态计算储能系统充 电状态修正量,所述储能系统充电状态修正量中包含储能系统充电状态修正出力;
[0043] 所述发电机组出力产生单元包括:
[0044] 第二指令生成子单元,计算所述慢速指令信号中所指示的出力与储能系统充电状 态修正出力之和;将所述计算结果作为发电机组出力指令所指示的出力,生成发电机组出 力指令;将所述发电机组出力指令传送给发电机组。
[0045] 其中,所述储能系统出力产生单元包括:
[0046] 第三指令生成子单元,用于获得发电机组出力指令中所指示的出力;计算所述功 率调度指令中所指示的出力与所述发电机组出力指令中所指示的出力之差;将所述计算结 果作为储能系统出力指令所指示的出力,生成储能系统出力指令;
[0047] 或者,
[0048] 第四指令生成子单元,用于获得发电机组当前的实时出力;计算所述功率调度指 令中所指示的出力与所述发电机组当前的实时出力之差;将所述计算结果作为储能系统出 力指令所指示的出力,生成储能系统出力指令。
[0049] -种发电系统,包括:用于产生出力的发电机组、用于测量发电机组出力的第一出 力测量装置,用于配合发电机组运行的储能系统,用于测量储能系统出力的第二出力测量 装置,用于将发电机组出力和储能系统出力之后进行上报的合并处理设备,以及用于协调 发电机组与储能系统处理的机端出力调度装置;其中,
[0050] 所述机端出力调度装置,检测到功率调度指令更新后,根据发电机组和储能系统 各自的运行信息判断发电机组和储能系统当前各自的运行状态是否正常,若判断结果均为 是,则从所述当前更新的功率调度指令中提取出慢速指令信号;根据所述慢速指令信号生 成发电机组出力指令,根据所述功率调度指令生成储能系统出力指令,将所述发电机组出 力指令和储能系统出力指令分别发送给发电机组和储能系统;
[0051] 所述发电机组包括:
[0052] 发电机组处理单元,在接收到来自机端出力调度装置的发电机组出力指令后,将 所述发电机组出力指令进行机炉协调控制后传送给炉机执行机构;
[0053] 炉机执行机构,根据所述发电机组出力指令中所指示的出力执行操作;
[0054] 所述储能系统包括:
[0055] 储能系统处理单元,在接收到来自机端出力调度装置的储能系统出力指令后,将 所述储能系统出力指令传送给储能执行机构;
[0056] 储能执行机构,根据所述储能系统当前的出力指令中所指示的出力执行操作;
[0057] 所述第一出力测量装置,用于测量所述发电机组的炉机执行机构产生的出力,将 测量结果上报给合并处理设备;
[0058] 所述第二出力测量装置,用于测量所述储能系统的储能执行机构产生的出力,将 测量结果上报给合并处理设备;
[0059] 合并处理设备,分别接收来自第一出力测量装置和第二测量装置的测量结果,对 所述测量结果进行合并处理,获得发电系统的总体出力信号,将所述总体出力信号上传至 电网。
[0060] 其中,所述机端出力调度装置,还用于根据所述储能系统的充电状态计算储能系 统充电状态修正量,所述储能系统充电状态修正量中包含储能系统充电状态修正出力;则 根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令具体为:计算所述慢速指令信号中所指示的 出力与储能系统充电状态修正出力之和;将所述计算结果作为发电机组出力指令所指示的 出力,生成发电机组出力指令。
[0061] 其中,所述合并处理设备为远动终端,或者,
[0062] 所述合并处理设备包括:
[0063] 合并设备,用于分别接收来自第一出力测量装置和第二测量装置的测量结果,对 所述测量结果进行合并处理,获得发电系统的总体出力信号,将所述总体出力信号上传至 远动终端;
[0064] 远动终端,用于将所述总体出力信号上传至电网。
[0065] 应用本发明实施例提供的方法、装置及发电系统,通过新增加的机端出力调度装 置来协调发电机组与储能系统的出力,避免了由于储能系统的接入对原有发电机组出力控 制系统的扰动,保证了对发电系统总体出力的有效和合理控制,使发电系统的总体出力更 好地满足功率调度指令要求。并且,降低了发电机组频繁响应功率调度指令时带来的发电 机组设备磨损,能量消耗和温室气体排放等问题,提高了传统发电机组运行的经济性和环 保性。
[0066] 通过计算储能系统充电状态修正量,实现了对储能系统的充放电运行区间的有效 管理,使得储能系统可靠保持在正常运行区间内,有效避免了储能系统的过充和过放,不但 提高了储能系统的利用率,而且提高了储能系统的使用寿命。
附图说明
[0067] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0068] 图1是根据本发明一实施例的协调发电机组与储能系统出力的方法流程图; [0069] 图2是生成储能系统充电状态修正量的逻辑示意图;
[0070] 图3是根据本发明一实施例的协调发电机组与储能系统出力的装置逻辑结构示 意图;
[0071] 图4是根据本发明一实施例的发电系统的机构图;
[0072] 图5a是储能系统接入发电机组的一种可能的结构示意图;
[0073] 图5b是储能系统接入发电机组的另一种可能的结构示意图。
具体实施方式
[0074] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0075] 储能系统接入后,需要对发电机组与储能系统总体出力进行协调控制,以避免由 于储能系统的接入对原有发电机组出力控制系统的扰动,使发电系统的总体出力更好地满 足功率调度指令要求。
[0076] 下面以自动发电量控制(AGC,Automatic Generation Control)为例,对本发明再 做进一步详细说明。
[0077] 传统发电机组表现为一个可持续提供能量输出、允许大范围出力调整的慢速、低 精度电源。而储能系统则表现为一个快速精确的有限电源,同时储能系统所能持续输出和 吸收的能量受到储能系统容量的限制,无法长时间持续。正是由于发电机组和储能系统在 AGC指令响应过程中所具有的这种完全不同的特性,决定了两者可以通过协调运行,充分发 挥各自优势,从而提供更好的AGC指令响应性能。
[0078] 本发明中,通过增加机端出力调度装置,监控发电机组与储能系统运行状态和出 力,并基于所监控的信息对AGC指令进行分解,产生慢速指令信号,与在慢速信号上叠加的 波动信,分别作为发电机组和储能系统的出力指令。下层发电机组原有出力控制器与储能 系统出力控制器则接收上述出力指令,并实际控制各自执行机构,跟随各自所接收到出力 指令。下面结合附图及具体实施例再做详细说明。
[0079] 参见图1,其是根据本发明一实施例的协调发电机组与储能系统出力的方法流程 图,本实施例用于发电系统中,所述发电系统包括用于产生出力的发电机组、用于配合发电 机组运行的储能系统;所述方法包括:预先设置独立于发电机组和储能系统的机端出力调 度装置;所述机端出力调度装置执行以下步骤:
[0080] 步骤101,检测到功率调度指令如AGC指令更新后,根据发电机组和储能系统各自 的运行信息判断发电机组和储能系统当前各自的运行状态是否正常,若判断结果均为是, 则
[0081] 步骤102,从所述当前更新的功率调度指令中提取出慢速指令信号;
[0082] 需要说明的是,电网AGC调度指令本质上是通过调整发电侧出力,使其与负载侧 波动实时平衡,从而保证电网频率和有功潮流的稳定。因此由负荷变化特征决定,AGC调度 指令表现为慢速指令信号,与在此信号基础上的波动信号相叠加特征,其中波动信号等于 AGC调度指令与慢速信号的差,其可称之为快速信号。根据不同电网负荷特性与调度方式的 不同,慢速指令信号对应于电网5〜15min用电负荷的上升或下降需求,快速信号则对应于 分钟内的负荷快速波动和实时潮流控制需求。
[0083] 其中,从所述当前更新的功率调度指令中提取出慢速指令信号的方法至少有两 种:
[0084] -种是,提取功率调度指令更新时刻,获取与该更新时刻对应的预定时间长度的 负载均值指令,将所述负载均值指令所指示的出力作为当前的慢速指令信号;
[0085] 另一种是,对所述更新时刻的功率调度指令进行低通滤波,将滤波后获得的出力 作为当前的慢速指令信号。
[0086] 本发明只是示意性的说明如何提取慢速信号,并不对提取慢速指令信号的方法做 限定,任何可能的提取方法都可以应用于本发明。
[0087] 步骤103,根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令,根据所述功率调度指令 生成储能系统出力指令,将所述发电机组出力指令和储能系统出力指令分别发送给发电机 组和储能系统,以使发电机组和储能系统分别根据所述发电机组出力指令和储能系统出力 指令中所指示的出力执行操作。
[0088] 其中,根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令的步骤包括:
[0089] 将所述慢速指令信号中所指示的出力作为发电机组出力指令所指示的出力,生成 发电机组出力指令。
[0090] 其中,根据所述功率调度指令生成储能系统出力指令的方式至少有以下两种:
[0091] 一种是,获得发电机组出力指令中所指示的出力;计算所述AGC指令中所指示的 出力与所述发电机组出力指令中所指示的出力之差;将所述计算结果作为储能系统出力指 令所指示的出力,生成储能系统出力指令。该方法相当于一个开环控制模式,储能系统不补 偿发电机组响应自身指令过程中的误差,操作简便,控制方式简单;
[0092] 另一种是,获得发电机组当前的实时出力;计算所述功率调度指令中所指示的出 力与所述发电机组当前的实时出力之差;将所述计算结果作为储能系统出力指令所指示的 出力,生成储能系统出力指令。该方法表现为一个闭环控制模式,储能系统补偿发电机组响 应自身指令过程中的误差。因此,该方法对功率调度指令如AGC指令的响应效果更好。 [0093] 至此,通过新增加的机端出力调度装置来协调发电机组与储能系统的出力,避免 了由于储能系统的接入对原有发电机组出力控制系统的扰动,并且,使发电系统的总体出 力更好地满足功率调度指令要求。同时,大幅度的降低发电机组对出力的频繁调节,提高发 电机组运行效率,降低机组磨损和设备故障率。
[0094] 当然,在图1所示实施例的步骤101之前,还可以先判断是否投运AGC方式,若已 投运AGC方式,且发电机组和储能系统均正常运行,则进入步骤102 ;若已投运AGC方式,但 仅发电机组正常运行,储能系统未运行,则按照现有的方式进行运行,即发电机组接收功率 调度指令如AGC指令,监测发电机组出力信号,控制发电机组跟随AGC指令;若非投运AGC 方式,则跳出当前控制方式。
[0095] 需要说明的是,图1所示方法还可以包括:根据所述储能系统的充电状态计算储 能系统充电状态修正量,所述储能系统充电状态修正量中包含储能系统充电状态修正出 力。所谓储能系统的充电状态,是指储能系统内电池内存存储能量占电池内存总存储能量 的百分比。由于储能系统可提供的能量存储容量有限,当储能系统满充状态下无法提供进 一步的充电能力,反之储能系统处于满放状态下无法提供进一步的放电能力。当储能系统 充电状态高于设定目标运行状态,则修正方向为正;反之,当储能系统充电状态低于设定目 标,则修正方向为负。储能系统充电状态的目标区间根据不同储能系统,可以选择不同的目 标区间,例如(30%〜70% )或(0%〜30% )等。
[0096] 参见图2,其是生成储能系统充电状态修正量的逻辑示意图。具体为,将储能系统 目标运行充电状态信号与储能系统实际充电状态反馈信号进行合并做差处理,将差值信号 经比例积分(PI)控制器输出,该输出值即为储能系统充电状态修正量。
[0097] 通常,需要实时控制储能系统的充电状态处于合理的可用区间,例如,控制储能系 统处于50%充电状态附近。当储能系统充放电状态高于目标值,例如高于50%,则输出正 向修正指令,设定发电机组出力指令的正向偏差;反之,则输出负向修正指令,设定发电机 组出力指令的负向偏差。通过上述对发电机组出力偏差方向和幅值的主动调节,实现对储 能系统充电状态的有效补偿和控制。
[0098] 在计算储能系统充电状态修正量的情况下,根据所述慢速指令信号生成发电机组 出力指令的步骤包括:计算所述慢速指令信号中所指示的出力与储能系统充电状态修正出 力之和;将所述计算结果作为发电机组出力指令所指示的出力,生成发电机组出力指令。 [0099] 从储能系统运行寿命考虑,需要对储能系统的充放电运行区间进行有效管理,通 过计算储能系统充电状态修正量,可以使得储能系统可靠保持在正常运行区间内,有效避 免了储能系统的过充和过放,不但提高了储能系统的利用率,而且提高了储能系统的使用 寿命。
[0100] 本发明实施例还提供了一种协调发电机组与储能系统出力的装置,参见图3,所述 装置包括:
[0101] 运行状态判断单元301,检测到功率调度指令更新后,根据发电机组和储能系统 各自的运行信息判断发电机组和储能系统当前各自的运行状态是否正常,若判断结果均为 是,则通知信号提取单元;
[0102] 信号提取单元302,用于从所述当前更新的功率调度指令中提取出慢速指令信 号;
[0103] 出力指令产生单元303,用于根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令,根据 所述功率调度指令生成储能系统出力指令,将所述发电机组出力指令和储能系统出力指令 分别发送给发电机组和储能系统,以使发电机组和储能系统分别根据所述发电机组出力指 令和储能系统出力指令中所指示的出力执行操作。
[0104] 其中,所述信号提取单元包括:
[0105] 第一提取子单元(图未示),用于提取功率调度指令更新时刻,获取与该更新时刻 对应的预定时间长度的负载均值指令,将所述负载均值指令所指示的出力作为当前的慢速 指令信号;
[0106] 或者;
[0107] 第二提取子单元(图未示),用于对所述更新时刻的功率调度指令进行低通滤波, 将滤波后获得的出力作为当前的慢速指令信号。
[0108] 其中,所述出力指令产生单元可以包括:
[0109] 发电机组出力产生单元(图未示),用于根据所述慢速指令信号生成发电机组出 力指令,将所述发电机组出力指令传送给发电机组;
[0110] 储能系统出力产生单元(图未示),用于根据所述功率调度指令生成储能系统出 力指令,将所述储能系统出力指令传送给储能系统。
[0111] 其中,发电机组出力产生单元可以包括:
[0112] 第一指令生成子单元(图未示),用于将所述慢速指令信号中所指示的出力作为 发电机组出力指令所指示的出力,生成发电机组出力指令。
[0113] 其中,如果所述装置还包括:
[0114] 储能系统充电状态修正单元(图未示),用于根据所述储能系统的充电状态计算 储能系统充电状态修正量,所述储能系统充电状态修正量中包含储能系统充电状态修正出 力;
[0115] 则所述发电机组出力产生单元可以包括:
[0116] 第二指令生成子单元(图未示),计算所述慢速指令信号中所指示的出力与储能 系统充电状态修正出力之和;将所述计算结果作为发电机组出力指令所指示的出力,生成 发电机组出力指令;将所述发电机组出力指令传送给发电机组。
[0117] 其中所述储能系统出力产生单元可以包括:
[0118] 第三指令生成子单元(图未示),用于获得发电机组出力指令中所指示的出力;计 算所述功率调度指令中所指示的出力与所述发电机组出力指令中所指示的出力之差;将所 述计算结果作为储能系统出力指令所指示的出力,生成储能系统出力指令;
[0119] 或者,
[0120] 第四指令生成子单元(图未示),用于获得发电机组当前的实时出力;计算所述功 率调度指令中所指示的出力与所述发电机组当前的实时出力之差;将所述计算结果作为储 能系统出力指令所指示的出力,生成储能系统出力指令。
[0121] 应用本发明实施例提供的装置,通过协调发电机组与储能系统的出力,避免了由 于储能系统的接入对原有发电机组出力控制系统的扰动,并且,使发电系统的总体出力更 好地满足功率调度指令要求。同时,大幅度的降低发电机组对出力的频繁调节,提高发电机 组运行效率,降低机组磨损和设备故障率。
[0122] 本发明实施例还提供了一种发电系统,参见图4,包括:用于产生出力的发电机组 410、用于测量发电机组出力的第一出力测量装置420,用于配合发电机组运行的储能系统 430,用于测量储能系统出力的第二出力测量装置440,用于将发电机组出力和储能系统出 力之后进行上报的合并处理设备450,以及用于协调发电机组与储能系统处理的机端出力 调度装置460 ;其中,
[0123] 所述机端出力调度装置460,检测到功率调度指令更新后,根据发电机组和储能系 统各自的运行信息判断发电机组和储能系统当前各自的运行状态是否正常,若判断结果均 为是,则从所述当前更新的功率调度指令中提取出慢速指令信号;根据所述慢速指令信号 生成发电机组出力指令,根据所述功率调度指令生成储能系统出力指令,将所述发电机组 出力指令和储能系统出力指令分别发送给发电机组和储能系统;
[0124] 所述发电机组410包括:
[0125] 发电机组处理单元411,在接收到来自机端出力调度装置的发电机组出力指令后, 将所述发电机组出力指令进行机炉协调控制后传送给炉机执行机构;
[0126] 炉机执行机构412,根据所述发电机组出力指令中所指示的出力执行操作;
[0127] 所述储能系统430包括:
[0128] 储能系统处理单元431,在接收到来自机端出力调度装置的储能系统出力指令后, 将所述储能系统出力指令传送给储能执行机构;
[0129] 储能执行机构432,根据所述储能系统当前的出力指令中所指示的出力执行操 作;
[0130] 所述第一出力测量装置420,用于测量所述发电机组的炉机执行机构产生的出力, 将测量结果上报给合并处理设备;
[0131] 所述第二出力测量装置440,用于测量所述储能系统的储能执行机构产生的出力, 将测量结果上报给合并处理设备;
[0132] 合并处理设备450,分别接收来自第一出力测量装置和第二测量装置的测量结果, 对所述测量结果进行合并处理,获得发电系统的总体出力信号,将所述总体出力信号上传 至电网。
[0133] 其中,所述机端出力调度装置460,还用于根据所述储能系统的充电状态计算储能 系统充电状态修正量,所述储能系统充电状态修正量中包含储能系统充电状态修正出力; 则根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令具体为:计算所述慢速指令信号中所指示 的出力与储能系统充电状态修正出力之和;将所述计算结果作为发电机组出力指令所指示 的出力,生成发电机组出力指令。
[0134] 其中,所述机端出力调度装置460根据所述功率调度指令生成储能系统出力指令 的方法可以是:获得发电机组出力指令中所指示的出力;计算所述功率调度指令中所指示 的出力与所述发电机组出力指令中所指示的出力之差;将所述计算结果作为储能系统出力 指令所指示的出力,生成储能系统出力指令;或者,可以是获得发电机组当前的实时出力; 计算所述功率调度指令中所指示的出力与所述发电机组当前的实时出力之差;将所述计算 结果作为储能系统出力指令所指示的出力,生成储能系统出力指令。
[0135] 其中,所述合并处理设备可以是远动终端(RTU),则由远动终端(RTU)分别接收来 自第一出力测量装置和第二测量装置的测量结果,对所述测量结果进行合并处理,获得发 电系统的总体出力信号,将所述总体出力信号上传至电网;
[0136] 或者,
[0137] 所述合并处理设备包括:合并设备以及远动终端,此时,
[0138] 合并设备,用于分别接收来自第一出力测量装置和第二测量装置的测量结果,对 所述测量结果进行合并处理,获得发电系统的总体出力信号,将所述总体出力信号上传至 远动终端;例如,合并设备可以是变送器等硬件设备,这样通过变送器环节实现信号合并, 即通过硬件方式实现机组出力与储能系统出力信号的叠加合并,但其计算原理与软件实现 是完全一样的。
[0139] 远动终端,用于将所述总体出力信号上传至电网。
[0140] 由图4所示实施例可知,储能系统接收机端出力调度装置输出储能出力指令,监 测储能系统运行状态,控制储能系统实际出力跟随接收到的出力指令。发电机组接收机端 出力调度装置输出机组出力指令,监测发电机组出力信号,控制发电机组出力跟随接收到 的机组出力指令。合并处理设备如RTU设备:同时接收发电机组和储能系统出力信号,并对 出力进行合并后作为机端系统出力信号反馈给电网调度系统。机端出力调度装置:接收电 网功率调度指令,并监控发电机组与储能系统状态,提取功率调度指令中的慢速信号,根据 所述慢速信号生成发电机组出力指令,根据所述功率调度指令生成储能系统出力指令。
[0141] 由此,应用本发明实施例提供的发电系统,通过新增加机端出力调度装置的协调 发电机组与储能系统的出力,避免了由于储能系统的接入对原有发电机组出力控制系统的 扰动,并且,使发电系统的总体出力更好地满足功率调度指令要求。同时,大幅度的降低发 电机组对出力的频繁调节,提高发电机组运行效率,降低机组磨损和设备故障率。
[0142] 需要说明的是,对于上述所有实施例,发电机组在实际应用中可以是火电机组、水 电机组、风力发电机组、或燃气轮机组等。
[0143] 需要说明的是,对于上述所有实施例,功率调度指令的应用可以应用在AGC应用、 调频应用、风力发电机组输出功率平滑应用、机组出力误差补偿应用、或旋转备份应用等各 种有功功率和无功功率调度类应用中。
[0144] 需要说明的是,本申请并不对储能系统的接入位置做限定,任何可能的接入位置 都可以应用于本申请中。对于上述所有实施例,储能系统在实际应用中的接入点可以是在 发电机出线端封闭母线到升压变压器低压侧之间所有满足容量需求的可行接入点,包括发 电机机端母线、高厂变高压侧、励磁变高压侧、主变压器低压侧等,还可以是升压变压器高 压侧到电厂变电站内满足容量需求的可行接入点。此外,储能系统在实际应用中的接入点 还可以是高厂变低压侧,该方案由于不需要打开发电机机端封闭母线,降低了储能系统测 量单元的安装困难和施工成本,但同时储能系统容量会受到高厂变剩余容量的限制。如图 5a所示连接方式,储能系统接入点为主变压器低压侧,且直接接于母线上;图5b所示连接 方式中,储能系统接入点为高厂变低压侧,未直接连接到母线上。
[0145] 需要说明的是,所述储能系统可以为基于可编程逻辑控制器(PLC,Programmable Logic Controller,)、个人电脑(PC)或其他可编程控制器平台;
[0146] 需要说明的是,所述储能系统与发电机组出力控制系统的通讯可以通过各种通讯 光纤连接,也可通过输入输出控制电缆连接。
[0147] 需要说明的是,对于上述所有实施例,并不限定发电机组与储能系统的个数,例如 单台发电机组与单一储能系统协调运行,多台发电机组与单一储能系统协调运行,单台发 电机组与多套储能系统协调运行,或多台发电机组与多套储能系统协调运行。在不同的配 置方案中,仅需将所有发电机组作为组合运行,储能系统作为统一组合运行,均可适用于本 发明所述控制系统和方法。
[0148] 需要说明的是,所述储能系统充电状态修正指令的控制方法可以采用PI反馈控 制,也可以采用其他可行的控制方法,例如带死区的Bang-Bang控制等,在此,并不限定具 体的控制方法,任何可行的控制方法都可以应用于本申请中。
[0149] 需要说明的是,所述慢速信号的提取方法可以采用预定时间平均值方法、低通滤 波方法,也可以采用其他方式获得对应的慢速信号,例如采用电网日前15min计划作为慢 速信号。
[0150] 对于装置和发电系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比 较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0151] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句"包括一个......"限定的要素,并不排 除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0152] 本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中, 这里所称得的存储介质,如:R0M/RAM、磁碟、光盘等。
[0153] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围 内。

Claims (15)

1. 一种协调发电机组与储能系统出力的方法,其特征在于,用于发电系统中,所述发 电系统包括用于产生出力的发电机组、用于配合发电机组运行的储能系统;所述方法包括: 预先设置独立于发电机组和储能系统的机端出力调度装置;所述机端出力调度装置执行以 下步骤: 检测到功率调度指令更新后,根据发电机组和储能系统各自的运行信息判断发电机组 和储能系统当前各自的运行状态是否正常,若判断结果均为是,则 从所述当前更新的功率调度指令中提取出慢速指令信号;其中,所述慢速指令信号为 对应于电网5〜15min用电负荷的上升或下降需求的信号; 根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令,根据所述功率调度指令生成储能系 统出力指令,将所述发电机组出力指令和储能系统出力指令分别发送给发电机组和储能系 统,以使发电机组和储能系统分别根据所述发电机组出力指令和储能系统出力指令中所指 示的出力执行操作。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,从所述当前更新的功率调度指令中提取 出慢速指令信号的步骤包括: 提取功率调度指令更新时刻,获取与该更新时刻对应的预定时间长度的负载均值指 令,将所述负载均值指令所指示的出力作为当前的慢速指令信号; 或者; 对所述更新时刻的功率调度指令进行低通滤波,将滤波后获得的出力作为当前的慢速 指令信号。
3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述慢速指令信号生成发电机组出 力指令的步骤包括: 将所述慢速指令信号中所指示的出力作为发电机组出力指令所指示的出力,生成发电 机组出力指令。
4. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:根据所述储能系统的充 电状态计算储能系统充电状态修正量,所述储能系统充电状态修正量中包含储能系统充电 状态修正出力; 根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令的步骤包括: 计算所述慢速指令信号中所指示的出力与储能系统充电状态修正出力之和; 将所述计算结果作为发电机组出力指令所指示的出力,生成发电机组出力指令。
5. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述功率调度指令生成储能系统出 力指令的步骤包括: 获得发电机组出力指令中所指示的出力; 计算所述功率调度指令中所指示的出力与所述发电机组出力指令中所指示的出力之 差; 将所述计算结果作为储能系统出力指令所指示的出力,生成储能系统出力指令。
6. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述功率调度指令生成储能系统出 力指令的步骤包括: 获得发电机组当前的实时出力; 计算所述功率调度指令中所指示的出力与所述发电机组当前的实时出力之差; 将所述计算结果作为储能系统出力指令所指示的出力,生成储能系统出力指令。
7. -种协调发电机组与储能系统出力的装置,其特征在于,所述装置包括: 运行状态判断单元,检测到功率调度指令更新后,根据发电机组和储能系统各自的运 行信息判断发电机组和储能系统当前各自的运行状态是否正常,若判断结果均为是,则通 知信号提取单元; 信号提取单元,用于从所述当前更新的功率调度指令中提取出慢速指令信号;其中,所 述慢速指令信号为对应于电网5〜15min用电负荷的上升或下降需求的信号; 出力指令产生单元,用于根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令,根据所述功 率调度指令生成储能系统出力指令,将所述发电机组出力指令和储能系统出力指令分别发 送给发电机组和储能系统,以使发电机组和储能系统分别根据所述发电机组出力指令和储 能系统出力指令中所指示的出力执行操作。
8. 根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述信号提取单元包括: 第一提取子单元,用于提取功率调度指令更新时刻,获取与该更新时刻对应的预定时 间长度的负载均值指令,将所述负载均值指令所指示的出力作为当前的慢速指令信号; 或者; 第二提取子单元,用于对所述更新时刻的功率调度指令进行低通滤波,将滤波后获得 的出力作为当前的慢速指令信号。
9. 根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述出力指令产生单元包括: 发电机组出力产生单元,用于根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令,将所述 发电机组出力指令传送给发电机组; 储能系统出力产生单元,用于根据所述功率调度指令生成储能系统出力指令,将所述 储能系统出力指令传送给储能系统。
10. 根据权利要求9所述的装置,其特征在于,发电机组出力产生单元包括: 第一指令生成子单元,用于将所述慢速指令信号中所指示的出力作为发电机组出力指 令所指示的出力,生成发电机组出力指令。
11. 根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述装置还包括: 储能系统充电状态修正单元,用于根据所述储能系统的充电状态计算储能系统充电状 态修正量,所述储能系统充电状态修正量中包含储能系统充电状态修正出力; 所述发电机组出力产生单元包括: 第二指令生成子单元,计算所述慢速指令信号中所指示的出力与储能系统充电状态修 正出力之和;将所述计算结果作为发电机组出力指令所指示的出力,生成发电机组出力指 令;将所述发电机组出力指令传送给发电机组。
12. 根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述储能系统出力产生单元包括: 第三指令生成子单元,用于获得发电机组出力指令中所指示的出力;计算所述功率调 度指令中所指示的出力与所述发电机组出力指令中所指示的出力之差;将所述计算结果作 为储能系统出力指令所指示的出力,生成储能系统出力指令; 或者, 第四指令生成子单元,用于获得发电机组当前的实时出力;计算所述功率调度指令中 所指示的出力与所述发电机组当前的实时出力之差;将所述计算结果作为储能系统出力指 令所指示的出力,生成储能系统出力指令。
13. -种发电系统,其特征在于,包括:用于产生出力的发电机组、用于测量发电机组 出力的第一出力测量装置,用于配合发电机组运行的储能系统,用于测量储能系统出力的 第二出力测量装置,用于将发电机组出力和储能系统出力之后进行上报的合并处理设备, 以及用于协调发电机组与储能系统处理的机端出力调度装置;其中, 所述机端出力调度装置,检测到功率调度指令更新后,根据发电机组和储能系统各自 的运行信息判断发电机组和储能系统当前各自的运行状态是否正常,若判断结果均为是, 则从所述当前更新的功率调度指令中提取出慢速指令信号;根据所述慢速指令信号生成发 电机组出力指令,根据所述功率调度指令生成储能系统出力指令,将所述发电机组出力指 令和储能系统出力指令分别发送给发电机组和储能系统;其中,所述慢速指令信号为对应 于电网5〜15min用电负荷的上升或下降需求的信号; 所述发电机组包括: 发电机组处理单元,在接收到来自机端出力调度装置的发电机组出力指令后,将所述 发电机组出力指令进行机炉协调控制后传送给炉机执行机构; 炉机执行机构,根据所述发电机组出力指令中所指示的出力执行操作; 所述储能系统包括: 储能系统处理单元,在接收到来自机端出力调度装置的储能系统出力指令后,将所述 储能系统出力指令传送给储能执行机构; 储能执行机构,根据所述储能系统当前的出力指令中所指示的出力执行操作; 所述第一出力测量装置,用于测量所述发电机组的炉机执行机构产生的出力,将测量 结果上报给合并处理设备; 所述第二出力测量装置,用于测量所述储能系统的储能执行机构产生的出力,将测量 结果上报给合并处理设备; 合并处理设备,分别接收来自第一出力测量装置和第二出力测量装置的测量结果,对 所述测量结果进行合并处理,获得发电系统的总体出力信号,将所述总体出力信号上传至 电网。
14. 根据权利要求13所述的发电系统,其特征在于,所述机端出力调度装置,还用于根 据所述储能系统的充电状态计算储能系统充电状态修正量,所述储能系统充电状态修正量 中包含储能系统充电状态修正出力;则根据所述慢速指令信号生成发电机组出力指令具体 为:计算所述慢速指令信号中所指示的出力与储能系统充电状态修正出力之和;将所述计 算结果作为发电机组出力指令所指示的出力,生成发电机组出力指令。
15. 根据权利要求13所述的发电系统,其特征在于, 所述合并处理设备为远动终端,或者, 所述合并处理设备包括: 合并设备,用于分别接收来自第一出力测量装置和第二出力测量装置的测量结果,对 所述测量结果进行合并处理,获得发电系统的总体出力信号,将所述总体出力信号上传至 远动终端; 远动终端,用于将所述总体出力信号上传至电网。
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