CN109038618B - 一种压缩空气储能系统响应电网调频的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩空气储能系统响应电网调频的方法，该方法为：压缩空气储能系统压缩机为直流电机，由直流变频装置控制，直流变频装置含调频功能模块和变频功能模块，调频功能模块包括频差单元、死区单元和调差单元；变频功能模块包括修正单元和限幅单元。电网频率信号f经频差单元转化为频差Δf，频差经死区单元进行比较，频差大于死区Δ后输出，进入调差单元进行计算得到压缩机功率调整量ΔP，通过修正单元得到修正功率值P₁，经限幅单元进行限制后最终输出控制功率P，至直流变频电机带动压缩机工作。本发明可以利用压缩空气储能的双向特性，实现负荷侧对电网频率的响应调节，保证电网运行的频率稳定性，提高频率合格率。

Description

一种压缩空气储能系统响应电网调频的方法

技术领域

本发明属于电网调频方法技术领域，具体涉及一种压缩空气储能系统响应电网调频的方法。

背景技术

随着新能源发电规模越来越大，其发电间歇性和波动性甚至反调节性的问题越来越突出，迫切需要行之有效的技术方案来解决新能源的大规模并网问题。大规模电力储能技术是能够解决该问题的有效途径，而压缩空气储能系统被认为是最有发展前景的大规模电力储能技术之一，具有储能规模大、存储周期长、环境污染小等优点。

目前国内外都有一些示范工程，我国主要开展非补燃式压缩空气储能，目前主要研究压缩空气储能本体热力系统，对参与电网调峰调频运行还未进行深一步研究，特别是压缩机响应电网调频在国内未见相关文献报导。电网频率是衡量电网电能质量的指标之一，频率稳定是电力系统安全稳定运行的重要因素，因此必须调整频率使之保持在规定范围内。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种压缩空气储能系统响应电网调频的方法，实现压缩空气储能系统响应电网调频。电网系统频率升高(电力供给大于负荷要求)时，增大压缩机功率；电网系统频率降低时(电力供给小于负荷要求)，减小压缩机功率，以此响应电网频率变化，提升机组调节能力，保证电网运行的频率稳定性。

本发明采取的技术方案为：一种压缩空气储能系统响应电网调频的方法，该方法为：压缩空气储能系统压缩机为直流电机，由直流变频装置控制，直流变频装置包括调频功能模块和变频功能模块，调频功能模块包括频差单元、死区单元和调差单元；变频功能模块包括修正单元和限幅单元；在调频功能模块中：电网系统频率信号f经频差单元转化为频差Δf，频差经死区单元进行比较，频差大于死区Δ后输出，进入调差单元进行计算得到压缩机功率调整量ΔP；在变频模块中：压缩机功率调整量ΔP通过修正单元得到修正功率值P₁，经限幅单元进行限制后最终输出控制功率P，至直流变频电机带动压缩机工作；即电网系统频率升高(电力供给大于负荷要求)时，增大压缩机功率；电网系统频率降低时(电力供给小于负荷要求)，减小压缩机功率，以此响应电网系统频率变化。

一种压缩空气储能系统响应电网调频的方法，其具体步骤如下：

(1)设置调频功能模块参数，包括死区Δ、调差系数R；设置变频功能模块参数，调整负荷上限限幅功率P_max，死区Δ单位是转/分钟(r/min)，上限限幅功率P_max单位是kW，不设置下限限幅值；

(2)在调频功能模块中计算：当电网系统频率高于设置的调频死区Δ，按设定的调差系数R计算压缩机功率调整量ΔP：

将电网系统频率信号通过式(1)转换为频差信号Δf：

Δf＝f-f_e (1)

其中：f_e—系统额定频率，单位Hz，

f—实际频率，单位Hz；

经过死区判断：

之后根据调差系数R通过式(2)计算压缩机功率调整量ΔP；

其中：P_e—压缩机额定功率，单位kW；

(3)在变频功能模块中计算：对原功率控制指令P₀进行修正，通过限幅限制后最终输出控制功率P：

按式(3)对原输入功率指令P₀进行修正

P₁＝P₀+ΔP (3)

得到修正功率P₁，通过调整限幅限制功率：

其中：P_max—调整负荷上限限幅功率，单位kW；

最终输出控制功率P至直流变频电机带动压缩机工作。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明可以实现压缩空气储能响应电网调频，电网系统频率升高(电力供给大于负荷要求)时，增大压缩机功率；电网系统频率降低时(电力供给小于负荷要求)，减小压缩机功率，以此响应电网系统频率变化，提升机组调节能力，保证电网运行的频率稳定性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1所示，一种压缩空气储能系统响应电网调频的方法，该方法为：压缩空气储能系统压缩机为直流电机，由直流变频装置控制，直流变频装置含调频功能模块和变频功能模块，调频功能模块包括频差单元、死区单元和调差单元；变频功能模块包括修正单元和限幅单元。在调频功能模块中：电网系统频率信号f经频差单元转化为频差Δf，频差经死区单元进行比较，频差大于死区Δ后输出，进入调差单元进行计算得到压缩机功率调整量ΔP。在变频模块中：压缩机功率调整量ΔP通过修正单元得到修正功率值P₁，经限幅单元进行限制后最终输出控制功率P，至直流变频电机带动压缩机工作。即电网系统频率升高(电力供给大于负荷要求)时，增大压缩机功率；电网系统频率降低时(电力供给小于负荷要求)，减小压缩机功率，以此响应电网系统频率变化。

一种压缩空气储能系统响应电网调频的方法，其具体步骤如下：

(1)设置调频功能模块参数，包括死区Δ、调差系数R；设置变频功能模块参数，调整负荷上限限幅功率P_max，死区Δ单位是转/分钟(r/min)，上限限幅功率P_max单位是kW，无下限限幅值；

(2)在调频功能模块中计算：当电网系统频率高于设置的调频死区Δ，按设定的调差系数R计算压缩机功率调整量ΔP：

将电网系统频率信号通过式(1)转换为频差信号Δf：

Δf＝f-f_e (1)

其中：f_e—系统额定频率，单位Hz，

f—实际频率，单位Hz；

经过死区判断：

之后根据调差系数R通过式(2)计算压缩机功率调整量ΔP；

其中：P_e—压缩机额定功率，单位kW；

(3)在变频功能模块中计算：对原功率控制指令P₀进行修正，通过限幅限制后最终输出控制功率P：

按式(3)对原输入功率指令P₀进行修正，P₀为原输入功率

P₁＝P₀+ΔP (3)

得到修正功率P₁，通过调整限幅限制功率：

其中：P_max—调整负荷上限限幅功率，单位kW；

最终输出控制功率P至直流变频电机带动压缩机工作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式实例，本发明的保护范围并不局限于此。熟悉该技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易找到变化或替换方式，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。为此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种压缩空气储能系统响应电网调频的方法，其特征在于：该方法为：压缩空气储能系统中压缩机电机为直流变频电机，由直流变频装置控制，直流变频装置包括调频功能模块和变频功能模块，调频功能模块接入电网系统频率信号f，输出压缩机功率调整量ΔP至压缩机变频功能模块；变频功能模块接入原功率控制指令P₀，单位是kW，最终输出控制功率P至直流变频电机，带动压缩空气储能系统压缩机工作；调频功能模块包括频差单元、死区单元和调差单元；变频功能模块包括修正单元和限幅单元；压缩空气储能系统响应电网调频的方法具体步骤如下：

(1)设置调频功能模块参数，包括死区Δ、调差系数R，死区Δ单位是转/分钟；设置变频功能模块参数，调整负荷上限限幅功率P_max，单位是kW，不设置下限限幅值；

(2)在调频功能模块中计算：当电网系统频率高于设置的调频死区Δ，按设定的调差系数R计算压缩机功率调整量ΔP：

将电网系统频率信号通过式(1)转换为频差信号Δf：

Δf＝f-f_e (1)

其中：f_e—系统额定频率，单位Hz，

f—实际频率，单位Hz；

经过死区判断：

之后根据调差系数R通过式(2)计算压缩机功率调整量ΔP；

其中：P_e—压缩机额定功率，单位kW；

(3)在变频功能模块中计算：对原功率控制指令P₀进行修正，通过限幅限制后最终输出控制功率P：

按式(3)对原输入功率指令P₀进行修正

P₁＝P₀+ΔP (3)

得到修正功率P₁，通过调整限幅限制功率：

其中：P_max—调整负荷上限限幅功率，单位kW；

最终输出控制功率P至直流变频电机带动压缩机工作。

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