CN108539764B - 一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置及方法，AGC指令下发模块下发参与一次调频机组的调速系统根据电网频率的变化自动地增加或减小机组功率的指令；机组负荷指令下发模块下发电网机组的功率负荷指令，发电网机组的功率负荷指令作为AGC指令的调频目标值；一次调频响应投退模块接收机组负荷指令下发模块的机组负荷指令并对一次调频响应进行投退；跟踪目标切换模块切换储能单元的功率跟踪目标进行一次调频响应判断。本发明实现了机组与储能系统对一次调频的联合响应，简化了储能系统功率指令的计算，通过对储能系统控制目标值的改变，避免了机组、储能两套一次调频控制系统互相的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别涉及火电联合储能调频系统中储能系统响应一次调频、二次调频的装置及方法。
背景技术
在电网并列运行的机组中，当外界负荷变化引起电网频率改变时，网内各运行机组的调节系统将根据各自的静态特性改变机组的功率，以适应外界负荷变化的需要，这种由调节系统自动调节功率，以减小电网频率改变幅度的方法，称为一次调频。一次调频是一种有差调节，不能维持电网频率不变，只能缓和电网频率的改变程度。通过人为或者自动控制的方式增减某些机组的负荷，以恢复电网的频率，这一过程称为二次调频。
机组一次调频过程当电网频率超出规定的正常范围后，电网频率的变化将使电网中参与一次调频的各机组的调速系统根据电网频率的变化自动地增加或减小机组的功率，从而达到新的平衡，并且将电网频率的变化限制在一定范围内的功能。一次调频功能是维护电网稳定的重要手段。二次调频中电网调频由中心调度所调度员根据负荷潮流及电网频率，给各厂下达负荷调整命令，由各发电单位进行调整，实现全网的二次调频。通常采用自动控制系统(AGC)，由计算机(电脑调度员)对各厂机组进行遥控，来实现调频全过程，参与该系统的各机组必须具有几路协调控制系统。
现阶段，火电联合储能调频系统对一次调频有两种处理方式：1、一次调频动作时，储能系统维持当前指令输出，仅仅是不反调，由机组独立完成一次调频响应；2、采用直接采取转差信号或者频差信号的方式，在储能控制系统内进行复杂的逻辑判断，决定是否响应一次调频输出、输出功率的大小。信号处理过程复杂，延时较长，不能实现快速的功率响应。而现代火电机组本身的协调控制逻辑中就有一次调频功能，通过转差或频差计算机组所需的一次调频功率，输出给机组单元主控与AGC指令相加，作为机组的负荷指令。其缺点是热力系统响应慢，经常会导致一次调频响应不合格。
发明内容
本发明的目的在于提供一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置及方法，解决了联合储能调频系统和机组之间一次调频分工和功率再平衡的问题，实现了机组和储能系统联合对一次调频、二次调频的响应，解决了传统技术方案计算模式复杂的问题，大大的提高了机组对一次调频响应的质量。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置，所述装置包括储能单元和机组单元，所述装置还包括AGC指令下发模块、机组负荷指令下发模块、一次调频响应投退模块和跟踪目标切换模块；所述AGC指令下发模块与所述机组负荷指令下发模块建立连接关系，AGC指令下发模块用于下发参与一次调频机组的调速系统根据电网频率的变化自动地增加或减小机组功率的指令；所述机组负荷指令下发模块与所述AGC指令下发模块建立连接关系，机组负荷指令下发模块用于下发电网机组的功率负荷指令；所述一次调频响应投退模块与机组负荷指令下发模块建立连接关系，一次调频响应投退模块用于接收机组负荷指令下发模块的机组负荷指令并对一次调频响应进行投退；所述跟踪目标切换模块和所述一次调频响应投退模块建立连接关系，跟踪目标切换模块用于切换储能单元的功率跟踪目标进行一次调频响应判断。
作为火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置的优选，所述储能单元与所述AGC指令下发模块建立连接关系，储能单元接收AGC指令下发模块下发的不带一次调频功率需求的指令。电力行业中，AGC指自动发电控制，是并网发电厂提供的有偿辅助服务之一，发电机组在规定的出力调整范围内，跟踪电力调度交易机构下发的指令，按照一定调节速率实时调整发电出力，以满足电力系统频率和联络线功率控制要求的服务。自动发电控制(AGC)实现自动增益控制，实现这种功能的电路简称AGC环。AGC环是闭环电子电路，它可以分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分。增益受控放大电路位于正向放大通路，其增益随控制电压而改变。控制电压形成电路的基本部件是AGC检波器和低通平滑滤波器，也可包含门电路和直流放大器等部件。放大电路的输出信号u0经检波并经滤波器滤除低频调制分量和噪声后，产生用以控制增益受控放大器的电压uc。当输入信号ui增大时，u0和uc亦随之增大。uc增大使放大电路的增益下降，从而使输出信号的变化量显著小于输入信号的变化量，达到自动增益控制的目的。放大电路增益的控制方法有：①改变晶体管的直流工作状态，以改变晶体管的电流放大系数β。②在放大器各级间插入电控衰减器。③用电控可变电阻作放大器负载等。AGC电路广泛用于各种接收机、录音机和测量仪器中，它常被用来使系统的输出电平保持在一定范围内，因而也称自动电平控制。
AGC有两种控制方式：一种是利用增加AGC电压的方式来减小增益的方式叫正向AGC，一种是利用减小AGC电压的方式来减小增益的方式叫反向AGC.正向AGC控制能力强，所需控制功率大被控放大级工作点变动范围大，放大器两端阻抗变化也大；反向AGC所需控制功率小，控制范围也小。
作为火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置的优选，所述储能单元与所述一次调频响应投退模块建立连接关系，储能单元接收一次调频响应投退模块响应后的带一次调频功率需求的指令。投退是发电厂对自动保护装置(如：道闸、开关、安全门等)投入和退出进行管理。
作为火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置的优选，所述机组单元与所述一次调频响应投退模块建立连接关系，机组单元接收一次调频响应投退模块响应后的带一次调频功率需求的指令。
作为火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置的优选，所述装置还包括负荷指令跟踪模块，负荷指令跟踪模块与所述机组负荷指令下发模块建立连接关系，负荷指令跟踪模块用于跟踪机组的功率负荷指令。负荷指令处理通常接受来自电网中心调度遥控的负荷分配指令(ADS)，机组就地设定的负荷指令和电网频率变化所要求的负荷指令三方面的负荷指令，形成机组的目标指令。目标负荷指令可以在不考虑机组运行状况的条件下加以改变。但是机组必须根据自身当前的运行状况、负荷能力、设备的安全保护及负荷跟踪能力等因素，对目标负荷指令进行必要的处理，以产生机组能够接受实际负荷指令。负荷指令处理模块的主要作用是对外部负荷要求指令(或称目标负荷指令)进行选择并加以处理，使之转变为机组安全运行能够接受实际负荷指令P0，并作为机组功率给定值信号。
本发明还提供一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一：AGC指令下发模块下发参与一次调频机组的调速系统根据电网频率的变化自动地增加或减小机组功率的指令；
步骤二：机组负荷指令下发模块下发电网机组的功率负荷指令，发电网机组的功率负荷指令作为AGC指令的调频目标值；
步骤三：一次调频响应投退模块接收机组负荷指令下发模块的机组负荷指令并对一次调频响应进行投退；
步骤四：跟踪目标切换模块切换储能单元的功率跟踪目标进行一次调频响应判断。
作为火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法的优选，所述步骤一中还包括储能单元接收AGC指令下发模块下发的不带一次调频功率需求的指令。
作为火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法的优选，所述步骤四中还包括机组单元接收一次调频响应投退模块响应后的带一次调频功率需求的指令。
作为火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法的优选，所述步骤二中还包括负荷指令跟踪模块跟踪机组的功率负荷指令。
本发明具有如下优点：实现了机组与储能系统对一次调频的联合响应，简化了储能系统功率指令的计算，实现了储能系统对一次调频的快速响应，与现有技术相比，通过对储能系统控制目标值的改变，实现储能系统对一次调频的响应，因为在一次调频未动作时，AGC指令与机组负荷指令完全相同，一次调频动作时，机组负荷指令就是一次调频的目标值，因此仅需简单的改变储能系统的跟踪目标即可实现一次调频功能的完全响应，简化了信号处理流程，提高了缩短了响应时间，避免了机组、储能两套一次调频控制系统互相的干扰。
附图说明
图1为实施例中火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置示意图；
图2为实施例中火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法流程图；
图3为实施例中火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置，所述装置包括储能单元1和机组单元2，所述装置还包括AGC指令下发模块3、机组负荷指令下发模块4、一次调频响应投退模块5和跟踪目标切换模块6；所述AGC指令下发模块3与所述机组负荷指令下发模块4建立连接关系，AGC指令下发模块3用于下发参与一次调频机组的调速系统根据电网频率的变化自动地增加或减小机组功率的指令；所述机组负荷指令下发模块4与所述AGC指令下发模块3建立连接关系，机组负荷指令下发模块4用于下发电网机组的功率负荷指令；所述一次调频响应投退模块5与机组负荷指令下发模块4建立连接关系，一次调频响应投退模块5用于接收机组负荷指令下发模块4的机组负荷指令并对一次调频响应进行投退；所述跟踪目标切换模块6和所述一次调频响应投退模块5建立连接关系，跟踪目标切换模块6用于切换储能单元1的功率跟踪目标进行一次调频响应判断。
火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置的一个实施例中，所述储能单元1与所述AGC指令下发模块3建立连接关系，储能单元1接收AGC指令下发模块3下发的不带一次调频功率需求的指令。电力行业中，AGC指自动发电控制，是并网发电厂提供的有偿辅助服务之一，发电机组在规定的出力调整范围内，跟踪电力调度交易机构下发的指令，按照一定调节速率实时调整发电出力，以满足电力系统频率和联络线功率控制要求的服务。自动发电控制(AGC)实现自动增益控制，实现这种功能的电路简称AGC环。AGC环是闭环电子电路，它可以分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分。增益受控放大电路位于正向放大通路，其增益随控制电压而改变。控制电压形成电路的基本部件是AGC检波器和低通平滑滤波器，也可包含门电路和直流放大器等部件。放大电路的输出信号u0经检波并经滤波器滤除低频调制分量和噪声后，产生用以控制增益受控放大器的电压uc。当输入信号ui增大时，u0和uc亦随之增大。uc增大使放大电路的增益下降，从而使输出信号的变化量显著小于输入信号的变化量，达到自动增益控制的目的。放大电路增益的控制方法有：①改变晶体管的直流工作状态，以改变晶体管的电流放大系数β。②在放大器各级间插入电控衰减器。③用电控可变电阻作放大器负载等。AGC电路广泛用于各种接收机、录音机和测量仪器中，它常被用来使系统的输出电平保持在一定范围内，因而也称自动电平控制。
AGC有两种控制方式：一种是利用增加AGC电压的方式来减小增益的方式叫正向AGC，一种是利用减小AGC电压的方式来减小增益的方式叫反向AGC.正向AGC控制能力强，所需控制功率大被控放大级工作点变动范围大，放大器两端阻抗变化也大；反向AGC所需控制功率小，控制范围也小。
火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置的一个实施例中，所述储能单元1与所述一次调频响应投退模块5建立连接关系，储能单元1接收一次调频响应投退模块5响应后的带一次调频功率需求的指令。投退是发电厂对自动保护装置(如：道闸、开关、安全门等)投入和退出进行管理。所述机组单元2与所述一次调频响应投退模块5建立连接关系，机组单元2接收一次调频响应投退模块5响应后的带一次调频功率需求的指令。
火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置的一个实施例中，所述装置还包括负荷指令跟踪模块7，负荷指令跟踪模块7与所述机组负荷指令下发模块4建立连接关系，负荷指令跟踪模块7用于跟踪机组的功率负荷指令。负荷指令处理通常接受来自电网中心调度遥控的负荷分配指令(ADS)，机组就地设定的负荷指令和电网频率变化所要求的负荷指令三方面的负荷指令，形成机组的目标指令。目标负荷指令可以在不考虑机组运行状况的条件下加以改变。但是机组必须根据自身当前的运行状况、负荷能力、设备的安全保护及负荷跟踪能力等因素，对目标负荷指令进行必要的处理，以产生机组能够接受实际负荷指令。负荷指令处理模块的主要作用是对外部负荷要求指令(或称目标负荷指令)进行选择并加以处理，使之转变为机组安全运行能够接受实际负荷指令P0，并作为机组功率给定值信号。
参见图2和图3，本发明还提供一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法，所述方法包括以下步骤：
S1：AGC指令下发模块3下发参与一次调频机组的调速系统根据电网频率的变化自动地增加或减小机组功率的指令；
S2：机组负荷指令下发模块4下发电网机组的功率负荷指令，发电网机组的功率负荷指令作为AGC指令的调频目标值；
S3：一次调频响应投退模块5接收机组负荷指令下发模块4的机组负荷指令并对一次调频响应进行投退；
S4：跟踪目标切换模块6切换储能单元1的功率跟踪目标进行一次调频响应判断。
火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法的一个实施例中，所述S1中还包括储能单元1接收AGC指令下发模块3下发的不带一次调频功率需求的指令。
火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法的一个实施例中，所述S4中还包括机组单元2接收一次调频响应投退模块5响应后的带一次调频功率需求的指令。
火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法的一个实施例中，所述S2中还包括负荷指令跟踪模块7跟踪机组的功率负荷指令。
本发明通过切换储能系统的功率跟踪目标来实现储能系统是否响应一次调频，因为在一次调频未动作时，AGC指令与机组负荷指令完全相同，一次调频动作时，机组负荷指令就是一次调频的目标值，故储能系统在跟踪机组负荷指令时，储能系统天然带有一次调频的功能，储能系统在跟踪AGC指令时，一次调频功能不存在，可通过监控画面上的选择开关，实现储能系统对一次调频响应投退，对于储能控制系统来讲不需要增加任何计算逻辑既可实现原用复杂计算才能实现的功能。实现了机组与储能系统对一次调频的联合响应，简化了储能系统功率指令的计算，实现了储能系统对一次调频的快速响应，与现有技术相比，通过对储能系统控制目标值的改变，实现储能系统对一次调频的响应，因为在一次调频未动作时，AGC指令与机组负荷指令完全相同，一次调频动作时，机组负荷指令就是一次调频的目标值，因此仅需简单的改变储能系统的跟踪目标即可实现一次调频功能的完全响应，简化了信号处理流程，提高了缩短了响应时间，避免了机组、储能两套一次调频控制系统互相的干扰。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置，所述装置包括储能单元和机组单元，其特征在于：所述装置还包括AGC指令下发模块、机组负荷指令下发模块、一次调频响应投退模块和跟踪目标切换模块；所述AGC指令下发模块与所述机组负荷指令下发模块建立连接关系，AGC指令下发模块用于下发参与一次调频机组的调速系统根据电网频率的变化自动地增加或减小机组功率的指令；所述机组负荷指令下发模块与所述AGC指令下发模块建立连接关系，机组负荷指令下发模块用于下发电网机组的功率负荷指令；所述一次调频响应投退模块与机组负荷指令下发模块建立连接关系，一次调频响应投退模块用于接收机组负荷指令下发模块的机组负荷指令并对一次调频响应进行投退；所述跟踪目标切换模块和所述一次调频响应投退模块建立连接关系，跟踪目标切换模块用于切换储能单元的功率跟踪目标进行一次调频响应判断；
所述装置还包括负荷指令跟踪模块，负荷指令跟踪模块与所述机组负荷指令下发模块建立连接关系，负荷指令跟踪模块用于跟踪机组的功率负荷指令；负荷指令处理接受来自电网中心调度遥控的负荷分配指令，机组就地设定的负荷指令和电网频率变化所要求的负荷指令三方面的负荷指令，形成机组的目标指令；机组根据自身当前的运行状况、负荷能力、设备的安全保护及负荷跟踪能力因素，对目标负荷指令进行处理，以产生机组能够接受实际负荷指令。
2.根据权利要求1所述的一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置，其特征在于：所述储能单元与所述AGC指令下发模块建立连接关系，储能单元接收AGC指令下发模块下发的不带一次调频功率需求的指令。
3.根据权利要求1所述的一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置，其特征在于：所述储能单元与所述一次调频响应投退模块建立连接关系，储能单元接收一次调频响应投退模块响应后的带一次调频功率需求的指令。
4.根据权利要求1所述的一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置，其特征在于：所述机组单元与所述一次调频响应投退模块建立连接关系，机组单元接收一次调频响应投退模块响应后的带一次调频功率需求的指令。
5.一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法，采用权利要求1至4任一项所述的一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的装置，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤一：AGC指令下发模块下发参与一次调频机组的调速系统根据电网频率的变化自动地增加或减小机组功率的指令；
步骤二：机组负荷指令下发模块下发电网机组的功率负荷指令，发电网机组的功率负荷指令作为AGC指令的调频目标值；
步骤三：一次调频响应投退模块接收机组负荷指令下发模块的机组负荷指令并对一次调频响应进行投退；
步骤四：跟踪目标切换模块切换储能单元的功率跟踪目标进行一次调频响应判断。
6.根据权利要求5所述的一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法，其特征在于：所述步骤一中还包括储能单元接收AGC指令下发模块下发的不带一次调频功率需求的指令。
7.根据权利要求5所述的一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法，其特征在于：所述步骤四中还包括机组单元接收一次调频响应投退模块响应后的带一次调频功率需求的指令。
8.根据权利要求5所述的一种火电联合储能响应一次调频和二次调频的方法，其特征在于：所述步骤二中还包括负荷指令跟踪模块跟踪机组的功率负荷指令。
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2018
- 2018-06-07 CN CN201810578311.4A patent/CN108539764B/zh active Active
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