CN109936151B - 一种由微电网系统参与火电机组一次调频的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种由微电网系统参与火电机组一次调频的控制方法，该方法将一次调频负荷指令同时送至火电一次调频常规控制系统和微电网控制系统中，当机组发生一次调频动作时，通过逻辑判断，对蓄电池组进行快速充放电控制，以实现短时间快速增减负荷、响应一次调频要求。与现有技术相比，本发明利用储能电池与变流器快速响应的特点，实现功率的快速调节，弥补常规火电机组一次调频速率较慢的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及电网一次调频技术，尤其是涉及一种由微电网系统参与火电机组一次调频的控制方法。
背景技术
随着国民经济的蓬勃发展，电网负荷急剧加大，加上直流特高压的一些不稳定性，电网频差事故正日益增多，一些大频差事件也屡见不鲜。传统的火电机组，在面对一次调频时采用的控制策略是通过汽轮机调门或凝结水调门的快速开关，来实现机组功率的增减，而在发生大频差时，往往因调门的开度限制以及锅炉蓄热能力不足的问题导致实际出力不足，无法满足电网一次调频的需求。
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。现如今，国内外架设微电网的工程正日益增多，通常利用光伏、风电、蓄电池组等装置汇集成小型发配电系统，或接入电网或接入厂用电使用，然而通过微电网系统来参与电网一次调频控制的案例却鲜有发生。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种由微电网系统参与火电机组一次调频的控制方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种由微电网系统参与火电机组一次调频的控制方法，该方法将一次调频负荷指令同时送至火电一次调频常规控制系统和微电网控制系统中，当机组发生一次调频动作时，通过逻辑判断，对蓄电池组进行快速充放电控制，以实现短时间快速增减负荷、响应一次调频要求。
优选地，所述的微电网控制系统与DCS建立通讯，将微电网系统的电能参数及控制信号接入DCS，实现由DCS对微电网系统充放电的控制。
优选地，对所述的一次调频的控制逻辑进行优化，将一次调频进行分段化控制。
优选地，所述的分段化控制具体为：
当机组频率发生小频差时，仍通过汽机调门或凝结水调门的开关来实现机组功率的增减，此时微电网系统仍保持日常充放电管理；当机组频率发生中大频差时，则要求微电网系统共同参与机组一次调频。
优选地，所述的小频差为小于±0.1Hz，所述的大频差为大于±0.1Hz。
优选地，优化所述的微电网系统中蓄电池组功率控制逻辑，依据一次调频动作时，蓄电池组容量SOC的大小，对蓄电池组充放电控制进一步修改，用于避免一次调频时蓄电池组空放或过充的现象，保证蓄电池的安全寿命。
优选地，优化所述的微电网系统中蓄电池组充放电功率控制，根据一次调频负荷量大小，调整充放电的功率，以满足电网一次调频响应要求。
优选地，增加预测出力分析，由光伏发电量及用户用电需求得到未来出力趋势，通过对预测出力与一次调频需求大小的判断，对蓄电池组进行充放电精确控制，以达到充放电控制最优化。
与现有技术相比，本发明实现了微电网系统参与火电机组一次调频的控制技术，将电网频率信号引入微电网系统中，利用储能电池与变流器快速响应的特点，实现功率的快速调节，弥补常规火电机组一次调频速率较慢的缺点。
附图说明
图1为本发明实施例的控制流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
原有的一次调频控制方式中，当电网发生一次调频后，机组仅仅依靠汽机调门开关来实现机组负荷的增减，这使得机组常常由于锅炉蓄热能力的不足，导致出力不足，无法满足一次调频的要求。为解决这一问题，本发明将一次调频负荷指令同时送至微电网控制系统中，当机组发生一次调频动作时，通过逻辑判断，对蓄电池组进行快速充放电控制，以实现短时间快速增减负荷、响应一次调频要求的目的。
以某一台火电机组为例，如图1所示，展示了微电网系统参与火电机组一次调频的控制技术方案。
当电网发生一次调频动作请求后，机组控制系统根据频率偏差与调频负荷需求函数得出一次调频负荷指令，将该指令分别送至火电一次调频常规控制及微电网功率控制回路中。由于，在机组频率发生小频差时，机组足以通过调节汽轮机调门来实现机组负荷的快速加减，满足调频负荷量的要求，另外，考虑到储能装置频繁充放电对蓄电池的寿命有影响，因此，当机组频率发生小频差时，仅通过改变汽机调门开度及风、煤、水的超调量来调节机组负荷；当机组频率发生中大频差时，则要求微电网侧共同参与机组一次调频：当一次调频要求减负荷时，通过判断当前预测出力的大小及蓄电池容量SOC的大小来决定是否要求充电，如果预测出力减小且减小量大于一次调频需求量，同时SOC小于96％，则要求储能装置充电，反之则要求储能装置待机；当一次调频要求加负荷时，如果预测出力增加且增加量大于一次调频需求量，同时SOC大于4％，则要求储能装置放电，反之则要求储能装置待机。在微电网充放电的过程中，根据一次调频负荷需求量的大小来改变充放电的功率，即当一次调频负荷量大时，增大充放电的功率；当一次调频负荷量小时，减小充放电的功率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种由微电网系统参与火电机组一次调频的控制方法，其特征在于，该方法将一次调频负荷指令同时送至火电一次调频常规控制系统和微电网控制系统中，当机组发生一次调频动作时，通过逻辑判断，对蓄电池组进行快速充放电控制，以实现短时间快速增减负荷、响应一次调频要求；
对所述的一次调频的控制逻辑进行优化，将一次调频进行分段化控制；所述的分段化控制具体为：
当机组频率发生小频差时，仍通过汽机调门或凝结水调门的开关来实现机组功率的增减，此时微电网系统仍保持日常充放电管理；当机组频率发生中大频差时，则要求微电网系统共同参与机组一次调频；
优化所述的微电网系统中蓄电池组功率控制逻辑，依据一次调频动作时，蓄电池组容量SOC的大小，对蓄电池组充放电控制进一步修改，用于避免一次调频时蓄电池组空放或过充的现象，保证蓄电池的安全寿命；
增加预测出力分析，由光伏发电量及用户用电需求得到未来出力趋势，通过对预测出力与一次调频需求大小的判断，对蓄电池组进行充放电精确控制，以达到充放电控制最优化；
所述方法实现了微电网系统参与火电机组一次调频的控制技术，将电网频率信号引入微电网系统中，利用储能电池与变流器快速响应的特点，实现功率的快速调节；
当机组频率发生小频差时，仅通过改变汽机调门开度及风、煤、水的超调量来调节机组负荷；当机组频率发生中大频差时，则要求微电网侧共同参与机组一次调频：当一次调频要求减负荷时，通过判断当前预测出力的大小及蓄电池容量SOC的大小来决定是否要求充电，如果预测出力减小且减小量大于一次调频需求量，同时SOC小于96％，则要求储能装置充电，反之则要求储能装置待机；当一次调频要求加负荷时，如果预测出力增加且增加量大于一次调频需求量，同时SOC大于4％，则要求储能装置放电，反之则要求储能装置待机；
所述的微电网控制系统与DCS建立通讯，将微电网系统的电能参数及控制信号接入DCS，实现由DCS对微电网系统充放电的控制；所述的小频差为小于±0.1Hz，所述的大频差为大于±0.1Hz。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，优化所述的微电网系统中蓄电池组充放电功率控制，根据一次调频负荷量大小，调整充放电的功率，以满足电网一次调频响应要求。
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