CN110768273A - 一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法 - Google Patents

一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110768273A
CN110768273A CN201911041345.0A CN201911041345A CN110768273A CN 110768273 A CN110768273 A CN 110768273A CN 201911041345 A CN201911041345 A CN 201911041345A CN 110768273 A CN110768273 A CN 110768273A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy storage
thermal power
soc
station
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911041345.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110768273B (zh
Inventor
于昌海
吴继平
刘爱梅
徐瑞
谈超
涂孟夫
丁恰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nari Technology Co Ltd
NARI Nanjing Control System Co Ltd
Original Assignee
Nari Technology Co Ltd
NARI Nanjing Control System Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nari Technology Co Ltd, NARI Nanjing Control System Co Ltd filed Critical Nari Technology Co Ltd
Priority to CN201911041345.0A priority Critical patent/CN110768273B/zh
Publication of CN110768273A publication Critical patent/CN110768273A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110768273B publication Critical patent/CN110768273B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/24Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers

Abstract

本发明公开了一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法,首先按照电源类型将火电机组与储能电站划分为两个控制组;然后根据火电组爬坡速率及调节能力与电网调频需求的匹配情况进行二者的协调分配;最后进行储能组内各场站间的SOC均衡管理。本发明方法还提出了各储能站调节限值修正、基点调整和SOC矫正控制策略,进行储能SOC的健康管理;对目前储能站的分散布局接入电网、集中调控需求提供了有益的解决方案,是对电网二次调频系统功能的完善和深化。本发明方法针对储能该种新型调节资源提供了参与电网二次调频的技术路线,并针对储能资源面临的SOC管理问题提出解决方案,对于提高系统供电可靠性,提升电网频率品质具有十分重要的意义。

Description

一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法
技术领域
本发明属于电力系统自动发电控制技术领域,尤其涉及一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法。
背景技术
传统的电网调频主要包含一次调频和二次调频,二次调频也称为自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC),通过实时调节电网中调频电源的有功出力,实现对电网频率及联络线功率的恒定控制。由于不同地区的电源结构差异较大,区域电网呈现的调频能力和效率不尽相同,尤其近年来随着智能电网的发展和新能源场站大规模接入电力系统,电网对不同类型电源的优化调度与系统调频品质提出了更高的要求。
当前电网火电机组仍为主要调频电源,但是火电机组为旋转机械器件,受机械惯性和磨损等作用,影响电网安全与电能品质。同时,火电机组响应时滞长,不适合参与较短周期的调频控制。近年来,利用储能系统参与电网调频,已受业界广泛关注。近期发展起来的储能技术包括锂离子电池、飞轮储能、超级电容、纳硫电池、钒液流电池等,在使用寿命、容量规模化、运行可靠性、系统制造成本等方面已经获得了突破,具备了工程应用的基础条件。
从国内目前投建的储能示范工程来看,储能系统参与电力调频已逐渐被业界认识和重视起来。2011年12月15日张北风光储输示范工程投产运行,其探索了风、光、储多源协调参与电网调频的运行方式,目前尚处于示范阶段。2013年9月16日,北京石景山热电厂2MW锂离子电池储能电力调频系统挂网运行,由储能系统配合热电机组共同调频。江苏101MW/202MWh电网侧储能示范项目与河南100MW/200MWh电网侧储能示范项目分别于2018年7月、12月完成并网运行,为电网提供削峰填谷服务。
储能参与电网调控当前仍停留在示范阶段,且多用于改善风电场的联网运行性能或采用定时段的充放电方式参与电网系统负荷的削峰填谷,其广域调控效能未得到充分利用。储能资源作为新型调节资源,与传统资源的一个显著区别是其非一次能源,不能长时间维持恒定出力。且分散布局建设的储能电站之间的荷电水平不均衡,也会影响储能作为整体的聚合响应特性。
发明内容
发明目的:针对以上问题,本发明提出一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法,实现储能与火电之间的优势互补及储能荷电状态(State of Charge,SOC)的健康管理。
技术方案:为实现本发明的目的,本发明所采用的技术方案是:一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法,包括步骤:
(1)在自动发电控制系统中建立调频控制区;
(2)定周期从数据采集与监视控制系统中获取实时系统量测信息,计算区域调节需求;
(3)根据区域调节需求计算各储能电站的运行基点;
(4)计算各储能电站的修正调节上/下限;
(5)计算SOC矫正偏置量;
(6)区域调节需求修正;
(7)进行火/储分组协调分配;
(8)进行火/储组内调节量分配;
(9)火/储控制指令合成及控制指令校验下发。
进一步地,所述步骤3中,具体包括:储能电站运行基点计算公式为:
Figure BDA0002252912150000021
其中,为储能电站的运行基点,PR(t)为区域调节需求,
Figure BDA0002252912150000023
为储能电站的当前有功支撑。
进一步地,所述步骤4中,具体包括:储能电站的修正调节上限为:
Figure BDA0002252912150000024
式中,
Figure BDA0002252912150000025
表示t时刻储能站i的调节上限;
Figure BDA0002252912150000026
表示储能站i的额定放电功率;SOCi(t)表示t时刻储能站i的荷电状态;SOCmin,i表示储能站i的最低运行下限,SOClow,i表示储能站i的理想运行下限。
储能电站的修正调节下限为:
Figure BDA0002252912150000027
式中,
Figure BDA0002252912150000028
表示t时刻储能站i的调节下限;
Figure BDA0002252912150000029
表示储能站i的额定充电功率;SOCmax,i表示储能站i的最高运行下限,SOChigh,i表示储能站i的理想运行上限。
进一步地,所述步骤5中,具体包括:SOC矫正逻辑生效状态判别方法如下:
Figure BDA0002252912150000031
其中,Fsoc-fix,i(t)表示t时刻储能站i的SOC矫正逻辑生效状态,1表示放电矫正状态,-1表示充电矫正状态,0表示退出矫正状态。
SOC矫正功率偏置量计算公式为:
Figure BDA0002252912150000032
式中,Psoc-offset,i(t)表示t时刻储能站i的SOC矫正偏置量;α表示矫正系数。
进一步地,所述步骤6中,具体包括:区域调节需求修正计算公式如下:
Figure BDA0002252912150000033
进一步地,所述步骤7中,具体包括:
(7.1)首先,计算火电组未来一个指令周期的预期调节能力
Figure BDA0002252912150000034
根据各火电机组调节裕度与预期爬坡调节量计算其未来一个指令周期的预期调节能力,将各火电机组的预期调节能力相加得到整个火电组的预期调节能力,为:
Figure BDA0002252912150000035
式中,
Figure BDA0002252912150000036
表示t时刻火电机组j的实际有功功率;
Figure BDA0002252912150000037
表示火电机组j的调节上限;
Figure BDA0002252912150000038
表示火电机组j的调节下限;Tcmd表示AGC系统的指令周期;
Figure BDA0002252912150000039
表示火电机组j的上调速率;
Figure BDA00022529121500000310
表示火电机组j的下调速率。
(7.2)然后,比较火电组的预期调节能力是否能够匹配调节需求,若火电组预期调节能力大于区域调节需求,则区域调节需求全部由火电组承担,储能组分配量为0;否则,火电组按照预期调节能力承担部分区域调节量,剩余调节量由储能组承担;
(7.3)火电组分配量计算公式为:
Figure BDA00022529121500000311
(7.4)计算储能组未来一个指令周期的预期调节能力Pexp,bess,计算公式为:
Figure BDA0002252912150000041
式中,
Figure BDA0002252912150000042
表示t时刻储能站i的实际有功功率;
Figure BDA0002252912150000043
表示储能站i的放电速率,;
Figure BDA0002252912150000044
表示储能站i的充电速率。
(7.5)储能组分配量计算公式为:
Figure BDA0002252912150000045
进一步地,所述步骤8中,具体包括:各火电机组的控制目标为:
Figure BDA0002252912150000046
式中,
Figure BDA0002252912150000047
表示t时刻火电机组j的目标指令;表示t时刻火电机组j的实际出力;
Figure BDA0002252912150000049
表示t时刻火电机组j的分配量。
火电组内各火电机组按照其调节裕度分担调节量,计算公式如下:
Figure BDA00022529121500000414
储能站目标指令由基点、分配量与SOC矫正偏置量三部分构成,公式表述如下:
Figure BDA00022529121500000410
式中,
Figure BDA00022529121500000411
表示t时刻储能站i的目标指令;
Figure BDA00022529121500000412
表示t时刻储能站i的分配调节量。
各储能站的分担因子综合考虑调节裕度与SOC偏离度,公式如下:
Figure BDA00022529121500000413
各储能站的调节分配量计算公式如下:
Figure BDA0002252912150000051
进一步地,所述步骤9中,具体包括:
火电机组的控制指令计算方法如下:
Figure BDA0002252912150000052
储能电站的控制指令计算方法如下:
Figure BDA0002252912150000053
有益效果:本发明提出了储能资源与常规火电资源的协调控制方法,根据二者调节性能差异量身定制分配策略,实现优势互补。对于提高系统供电可靠性,提升电网频率品质具有十分重要的意义。
本发明针对分散布局的储能站提出了统筹管理方法,该方法既考虑了各储能站的实际调节能力,又考虑了储能站间的SOC均衡问题,为电网侧储能的集中控制管理提供了参考路线。
附图说明
图1是储能联合火电参与电网二次调频的方法流程图;
图2是储能SOC运行区间划分示意图;
图3是储能调节上/下限修正示意图;
图4是储能SOC矫正偏置生效区间示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1所示,本发明所述的储能联合火电参与电网二次调频的控制方法,包括步骤:
(1)在自动发电控制(AGC)系统中建立调频控制区,并接入频率测点模型,联络线功率测点模型,联络线交换计划测点模型;
在调频控制区中建立火电机组相应的控制对象与储能电站相应的控制对象,维护其额定调节上/下限,并接入有功出力测点模型,储能荷电状态(SOC)测点模型。
在调频控制区中建立火电组和储能组,按照发电类型将相应的控制对象进行分组。
(2)定周期从数据采集与监视控制(SCADA)系统实时获取并更新系统量测信息,计算区域调节需求(ARR);
定周期从SCADA系统实时获取并更新系统量测信息,包括区域频率、联络线潮流、联络线交换计划、机组有功量测、储能荷电状态(SOC)等。根据区域控制目标,计算区域控制偏差(Area Control Error,ACE)与区域调节需求(Area Regulation Requirement,ARR)。
根据区域控制目标计算区域控制偏差(ACE),若当前控制目标为联络线和频率偏差控制(Tie-line load frequency bias control,TBC),ACE计算公式如下:
PE(t)=B*(f(t)-f0)+(PT(t)-PT0)
式中,PE(t)为t时刻的ACE;B为该控制区的频偏系数;f(t)为控制区t时刻的实测频率;f0为目标频率;PT(t)为t时刻该控制区与外部控制区的联络线实际有功潮流;PT0为该控制区与外部控制区的联络线功率交换计划。
若当前控制模式为恒定频率控制(Flat frequency control,FFC)时,系统只关注频率偏差控制,因此ACE仅包含上式中的频率偏差调节量部分;
若当前控制模式为恒定联络线控制(Flat tie-line control,FTC)时,系统只关注联络线计划跟踪控制,因此ACE仅包含上式中的联络线计划偏差调节量部分。
然后根据ACE计算区域调节需求ARR,公式如下:
PR(t)=f(PE(t))
式中,PR(t)为t时刻的ARR,f(·)表示AGC控制器计算函数,可采用PID控制器。
(3)根据区域调节需求ARR计算储能电站的运行基点;
鉴于储能容量限制,其无法像常规火电机组一样长时间维持稳定输出/吸纳功率,因此其稳态运行在零基点比较合适,但考虑储能极速跟踪响应及充放电快速转换特性,零基点运行势必给系统带来新的冲击扰动。因此考虑在区域调节需求ARR不在死区范围时维持其当前有功支撑状态;而当ARR处于控制死区时,再将储能运行基点置零,公式描述如下:
Figure BDA0002252912150000061
其中,PR(t)为区域调节需求ARR。
针对储能存在的容量限制不宜长时间维持充/放状态的运行约束提出了其参与二次调频的运行基点调整策略。该方法既保证了储能策略输出的连续性,也规避了传统固定零基点运行方式下,储能脉冲式极速调节响应给系统带来的冲击扰动。
(4)计算储能电站的修正调节上/下限;
如图2所示,为储能荷电SOC运行区间划分示意图,最低运行下限SOCmin、理想运行下限SOClow、理想运行上限SOChigh和最高运行上限SOCmax。四个门槛将储能SOC运行区间划分为低限禁止区间、低限预警区间、理想运行区间、高限预警区间和高限禁止区。
另,储能站i的额定放电功率为
Figure BDA0002252912150000062
额定充电功率为
Figure BDA0002252912150000063
当储能SOC运行在不同区间时,其调节上/下限修正方法,如图3所示:
1、当SOCi(t)∈[0,SOCmin]时,处于低限禁止区:调节上限
Figure BDA0002252912150000071
调节下限
Figure BDA0002252912150000072
表明该储能站不允许放电,最大允许充电功率为额定功率。
2、当SOCi(t)∈(SOCmin,SOClow)时,处于低限预警区:调节上限
Figure BDA0002252912150000073
调节下限
Figure BDA0002252912150000074
表明该储能站最大允许放电功率根据SOC偏离理想下限的程度进行调整,调整区间为
Figure BDA0002252912150000075
最大允许充电功率为额定功率。
3、当SOCi(t)∈[SOClow,SOChigh]时,处于理想运行区:调节上限
Figure BDA0002252912150000076
调节下限
Figure BDA0002252912150000077
表明该储能站最大允许放电功率和最大允许充电功率均为额定功率。
4、当SOCi(t)∈(SOChigh,SOCmax)时,处于高限预警区:调节上限
Figure BDA0002252912150000078
调节下限
Figure BDA0002252912150000079
表明该储能站最大允许放电功率为额定功率,最大允许充电功率根据SOC偏离理想上限的程度进行调整,调整区间为
Figure BDA00022529121500000710
5、当SOCi(t)∈[SOCmax,100]时,处于高限禁止区:调节上限
Figure BDA00022529121500000711
调节下限
Figure BDA00022529121500000712
表明该储能站最大允许充电功率为额定功率,不允许放电。
因此,储能站的修正调节上限为:
Figure BDA00022529121500000713
式中,
Figure BDA00022529121500000714
表示t时刻储能站i的调节上限;表示储能站i的额定放电功率;SOCi(t)表示t时刻储能站i的荷电状态;SOCmin,i表示储能站i的最低运行下限、SOClow,i表示储能站i理想运行下限。
当储能SOC处于低限禁止区间时,该储能站调节上限为0,即不允许放电;当储能SOC处于低限预警区间时,该储能站调节上限根据SOC与理想运行下限的偏离程度进行线性修正,修正结果在范围内;当储能SOC高于理想运行下限时,该储能站调节上限为额定放电功率。
储能站的修正调节下限为:
Figure BDA00022529121500000717
式中,
Figure BDA0002252912150000081
表示t时刻储能站i的调节下限,负值表示功率由电网流向储能,即充电状态;
Figure BDA0002252912150000082
表示储能站i的额定充电功率;SOCmax,i表示储能站i的最高运行下限、SOChigh,i表示储能站i的理想运行上限。
当储能SOC处于高限校正区间时,该储能站调节下限为0,即不允许充电;当储能SOC处于高限预警区间时,该储能站调节下限根据SOC与理想运行上限的偏离程度进行线性修正,修正结果在
Figure BDA0002252912150000083
范围内;当储能SOC低于理想运行上限时,该储能站调节下限为额定充电功率。
(5)计算储能荷电状态SOC矫正偏置量;
如图4为储能SOC矫正偏置生效区间示意图,图示表明当储能SOC进入低限禁止区间或者高限禁止区间时,储能SOC的矫正逻辑生效,用实线标识;当矫正逻辑生效后,若SOC退出高/低限禁止区间而处于高/低限预警区间时则维持之前的矫正生效状态;只有当SOC进入理想运行区间后退出矫正逻辑。
Fsoc-fix,i(t)表示t时刻储能站i的SOC矫正逻辑生效状态,判别方法如下:
其中,1表示放电矫正状态,-1表示充电矫正状态,0表示退出矫正状态。
则SOC矫正功率偏置量计算公式为:
Figure BDA0002252912150000085
式中,Psoc-offset,i(t)表示t时刻储能站i的SOC矫正偏置量;α表示矫正系数,取值在0~1之间,可根据工程实际运行情况设置;若该调频控制区频偏系数较大或储能装机容量较小,可直接取值为1,即储能按照额定充/放电功率进行SOC回归中值矫正;反之,适当缩小该系数,避免储能的SOC矫正偏置对电网带来新的冲击扰动。
SOC矫正调节逻辑为有条件的触发与退出,即当储能SOC低于SOC最低运行下限或储能SOC高于SOC最高运行上限时,触发SOC矫正调节逻辑;一旦SOC矫正调节逻辑触发,须待储能SOC进入理想运行区间内方才退出,以避免矫正逻辑在SOC最低/高运行限值附近反复触发,同时保证储能SOC越限后能够尽快进入理想运行区间。
SOC矫正偏置量在矫正调节逻辑生效期间其为一个恒值,便于其他调频资源对其进行补偿跟踪。
(6)区域调节需求修正;
各储能场站为进行自身SOC管理产生的矫正偏置需要其他控制对象进行平衡处理,故在原始区域调节需求基础上减扣该部分偏置量,ARR修正计算公式如下:
Figure BDA0002252912150000091
(7)火/储分组协调分配;
考虑火电与储能调节能力的协调控制策略以火电资源优先调用为基本原则,同时考虑火电机组的爬坡速率约束与调节容量约束,若火电组无法匹配调节需求,则考虑储能资源的支援。该策略可充分发挥储能的快速支撑作用,实现高频分量的快速响应及对火电调频备用不足的补充调节。
(7.1)首先,计算火电组未来一个指令周期的预期调节能力
根据各火电机组调节裕度与预期爬坡调节量确定其未来一个指令周期的预期调节能力,将各火电机组的预期调节能力做加法得到整个火电组的预期调节能力,公式表述如下:
Figure BDA0002252912150000093
式中,
Figure BDA0002252912150000094
表示t时刻火电机组j的实际有功功率;
Figure BDA0002252912150000095
表示火电机组j的调节上限;
Figure BDA0002252912150000096
表示火电机组j的调节下限;Tcmd表示AGC系统的指令周期,单位为秒;
Figure BDA0002252912150000097
表示火电机组j的上调速率,单位为MW/min;
Figure BDA0002252912150000098
表示火电机组j的下调速率,单位为MW/min。
(7.2)然后,比较火电组的预期调节能力是否能够匹配调节需求,若火电组预期调节能力大于区域调节需求,则区域调节需求全部由火电组承担,储能组分配量为0;否则,火电组按照预期调节能力承担部分区域调节量,剩余调节量由储能组承担;
(7.3)火电组分配量计算公式为:
(7.4)计算储能组未来一个指令周期的预期调节能力Pexp,bess,计算公式为:
Figure BDA00022529121500000910
式中,
Figure BDA00022529121500000911
表示t时刻储能站i的实际有功功率;表示储能站i的放电速率,单位为MW/min;
Figure BDA00022529121500000913
表示储能站i的充电速率,单位为MW/min。
(7.5)储能组分配量计算公式为:
Figure BDA0002252912150000101
(8)火/储组内调节量分配;
各火电机组的控制目标计算方法如下所示;
Figure BDA0002252912150000102
式中,
Figure BDA0002252912150000103
表示t时刻火电机组j的目标指令;
Figure BDA0002252912150000104
表示t时刻火电机组j的实际出力;
Figure BDA0002252912150000105
表示t时刻火电机组j的分配量。
火电组内各火电机组按照其调节裕度分担调节量,计算公式如下:
Figure BDA0002252912150000106
储能站目标指令由基点、分配量与SOC矫正偏置量三部分构成,公式表述如下:
Figure BDA0002252912150000107
式中,
Figure BDA0002252912150000108
表示t时刻储能站i的目标指令;
Figure BDA0002252912150000109
表示t时刻储能站i的分配调节量。
储能组内调节需求分配时,除了需要考虑实时调节能力外,还应尽可能保证站间SOC的均衡,因此各储能站的分担因子综合考虑了调节裕度与SOC偏离度,公式如下:
Figure BDA00022529121500001010
按照此分担因子计算各储能站的调节分配量,公式如下
Figure BDA00022529121500001011
储能组内站间调节需求分配策略同时考虑了其调节能力及SOC与期望值的偏离情况,以兼顾调频需求响应效果与储能站间的SOC均衡问题。
各储能站的分担因子以储能实际调节能力为原始参照量,式中
Figure BDA00022529121500001012
Figure BDA0002252912150000111
分量分别真实反映了储能站的实际上调与下调调节能力,但考虑储能站之间的SOC均衡管理,通过各储能站SOC与期望值的偏离方向及偏离程度对原始参照量进行相应的放大或缩小以调整各储能站参与调节分配的参与程度。
(9)火/储控制指令合成及控制指令校验下发。
火电机组的控制指令计算方法如下:
Figure BDA0002252912150000112
储能站的控制指令计算方法如下:
Figure BDA0002252912150000113
最后将各控制对象控制指令进行调节上/下限、调节步长等合理性校验与修正后进行下发。

Claims (8)

1.一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法,其特征在于,包括步骤:
(1)在自动发电控制系统中建立调频控制区;
(2)定周期从数据采集与监视控制系统中获取实时系统量测信息,计算区域调节需求;
(3)根据区域调节需求计算各储能电站的运行基点;
(4)计算各储能电站的修正调节上/下限;
(5)计算SOC矫正偏置量;
(6)区域调节需求修正;
(7)进行火/储分组协调分配;
(8)进行火/储组内调节量分配;
(9)火/储控制指令合成及控制指令校验下发。
2.根据权利要求1所述的储能联合火电参与电网二次调频的控制方法,其特征在于,所述步骤3中,具体包括:
储能电站运行基点计算公式为:
Figure FDA0002252912140000011
其中,
Figure FDA0002252912140000012
为储能电站的运行基点,PR(t)为区域调节需求,
Figure FDA0002252912140000013
为储能电站的当前有功支撑。
3.根据权利要求2所述的储能联合火电参与电网二次调频的控制方法,其特征在于,所述步骤4中,具体包括:
储能电站的修正调节上限为:
Figure FDA0002252912140000014
式中,
Figure FDA0002252912140000015
表示t时刻储能站i的调节上限;
Figure FDA0002252912140000016
表示储能站i的额定放电功率;SOCi(t)表示t时刻储能站i的荷电状态;SOCmin,i表示储能站i的最低运行下限,SOClow,i表示储能站i的理想运行下限;
储能电站的修正调节下限为:
Figure FDA0002252912140000021
式中,表示t时刻储能站i的调节下限;
Figure FDA0002252912140000023
表示储能站i的额定充电功率;SOCmax,i表示储能站i的最高运行下限,SOChigh,i表示储能站i的理想运行上限。
4.根据权利要求3所述的储能联合火电参与电网二次调频的控制方法,其特征在于,所述步骤5中,具体包括:
SOC矫正逻辑生效状态判别方法如下:
Figure FDA0002252912140000024
其中,Fsoc-fix,i(t)表示t时刻储能站i的SOC矫正逻辑生效状态,1表示放电矫正状态,-1表示充电矫正状态,0表示退出矫正状态;
SOC矫正功率偏置量计算公式为:
Figure FDA0002252912140000025
式中,Psoc-offset,i(t)表示t时刻储能站i的SOC矫正偏置量;α表示矫正系数。
5.根据权利要求4所述的储能联合火电参与电网二次调频的控制方法,其特征在于,所述步骤6中,具体包括:
区域调节需求修正计算公式如下:
Figure FDA0002252912140000026
6.根据权利要求5所述的储能联合火电参与电网二次调频的控制方法,其特征在于,所述步骤7中,具体包括:
(7.1)首先,计算火电组未来一个指令周期的预期调节能力
Figure FDA0002252912140000027
根据各火电机组调节裕度与预期爬坡调节量计算其未来一个指令周期的预期调节能力,将各火电机组的预期调节能力相加得到整个火电组的预期调节能力,为:
Figure FDA0002252912140000028
式中,
Figure FDA0002252912140000031
表示t时刻火电机组j的实际有功功率;
Figure FDA0002252912140000032
表示火电机组j的调节上限;
Figure FDA0002252912140000033
表示火电机组j的调节下限;Tcmd表示AGC系统的指令周期;
Figure FDA0002252912140000034
表示火电机组j的上调速率;
Figure FDA0002252912140000035
表示火电机组j的下调速率;
(7.2)然后,比较火电组的预期调节能力是否能够匹配调节需求,若火电组预期调节能力大于区域调节需求,则区域调节需求全部由火电组承担,储能组分配量为0;否则,火电组按照预期调节能力承担部分区域调节量,剩余调节量由储能组承担;
(7.3)火电组分配量计算公式为:
Figure FDA0002252912140000036
(7.4)计算储能组未来一个指令周期的预期调节能力Pexp,bess,计算公式为:
式中,
Figure FDA0002252912140000038
表示t时刻储能站i的实际有功功率;
Figure FDA0002252912140000039
表示储能站i的放电速率,;
Figure FDA00022529121400000310
表示储能站i的充电速率;
(7.5)储能组分配量计算公式为:
Figure FDA00022529121400000311
7.根据权利要求6所述的储能联合火电参与电网二次调频的控制方法,其特征在于,所述步骤8中,具体包括:
各火电机组的控制目标为:
Figure FDA00022529121400000312
式中,
Figure FDA00022529121400000313
表示t时刻火电机组j的目标指令;
Figure FDA00022529121400000314
表示t时刻火电机组j的实际出力;
Figure FDA00022529121400000315
表示t时刻火电机组j的分配量;
火电组内各火电机组按照其调节裕度分担调节量,计算公式如下:
Figure FDA00022529121400000316
储能站目标指令由基点、分配量与SOC矫正偏置量三部分构成,公式表述如下:
Figure FDA0002252912140000041
式中,
Figure FDA0002252912140000042
表示t时刻储能站i的目标指令;
Figure FDA0002252912140000043
表示t时刻储能站i的分配调节量;
各储能站的分担因子综合考虑调节裕度与SOC偏离度,公式如下:
各储能站的调节分配量计算公式如下:
Figure FDA0002252912140000045
8.根据权利要求7所述的储能联合火电参与电网二次调频的控制方法,其特征在于,所述步骤9中,具体包括:
火电机组的控制指令计算方法如下:
Figure FDA0002252912140000046
储能电站的控制指令计算方法如下:
Figure FDA0002252912140000047
CN201911041345.0A 2019-10-30 2019-10-30 一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法 Active CN110768273B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911041345.0A CN110768273B (zh) 2019-10-30 2019-10-30 一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911041345.0A CN110768273B (zh) 2019-10-30 2019-10-30 一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110768273A true CN110768273A (zh) 2020-02-07
CN110768273B CN110768273B (zh) 2021-10-22

Family

ID=69334708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911041345.0A Active CN110768273B (zh) 2019-10-30 2019-10-30 一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110768273B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111725819A (zh) * 2020-05-18 2020-09-29 中国电力科学研究院有限公司 一种电池储能参与频率恢复控制的方法及系统
CN112308396A (zh) * 2020-10-27 2021-02-02 国网辽宁省电力有限公司 一种火电机组性能分析分档控制方法
CN112886714A (zh) * 2021-01-18 2021-06-01 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种电网侧储能电站复合功能辅助决策方法
CN113054677A (zh) * 2021-04-19 2021-06-29 广东电网有限责任公司电力调度控制中心 储能系统辅助火电机组调频控制方法、装置、设备及介质
CN113067350A (zh) * 2021-03-31 2021-07-02 华中科技大学 一种基于联合调频的经济性分析方法及参数优化方法
CN113270899A (zh) * 2021-06-16 2021-08-17 华能澜沧江水电股份有限公司 一种基于充放电修正功率的常规电源和储能电源的控制方法
CN113452090A (zh) * 2021-06-16 2021-09-28 华能澜沧江水电股份有限公司 一种水火风光储多能互补集成电源的有功功率控制方法
CN114035554A (zh) * 2021-11-18 2022-02-11 广东电网有限责任公司 一种海上风电场运行控制测试系统
CN114336694A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种混合储能电站能量优化控制方法
CN114421508A (zh) * 2022-01-21 2022-04-29 太原理工大学 一种基于频率分区效能评估的储能二次调频控制方法
CN117175646A (zh) * 2023-11-02 2023-12-05 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 用于混合储能系统的储能参与一次调频控制方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160352114A1 (en) * 2014-03-14 2016-12-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Storage battery control device, storage battery control method, and storage battery control system
CN107069789A (zh) * 2017-05-13 2017-08-18 东北电力大学 一种面向电网agc调频的储能系统控制策略
CN108390405A (zh) * 2018-01-10 2018-08-10 国电南瑞科技股份有限公司 考虑储能系统soc的快慢速调频资源协调控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160352114A1 (en) * 2014-03-14 2016-12-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Storage battery control device, storage battery control method, and storage battery control system
CN107069789A (zh) * 2017-05-13 2017-08-18 东北电力大学 一种面向电网agc调频的储能系统控制策略
CN108390405A (zh) * 2018-01-10 2018-08-10 国电南瑞科技股份有限公司 考虑储能系统soc的快慢速调频资源协调控制方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111725819A (zh) * 2020-05-18 2020-09-29 中国电力科学研究院有限公司 一种电池储能参与频率恢复控制的方法及系统
CN112308396A (zh) * 2020-10-27 2021-02-02 国网辽宁省电力有限公司 一种火电机组性能分析分档控制方法
CN112886714A (zh) * 2021-01-18 2021-06-01 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种电网侧储能电站复合功能辅助决策方法
CN112886714B (zh) * 2021-01-18 2022-07-12 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种电网侧储能电站复合功能辅助决策方法
CN113067350A (zh) * 2021-03-31 2021-07-02 华中科技大学 一种基于联合调频的经济性分析方法及参数优化方法
CN113054677A (zh) * 2021-04-19 2021-06-29 广东电网有限责任公司电力调度控制中心 储能系统辅助火电机组调频控制方法、装置、设备及介质
CN113452090A (zh) * 2021-06-16 2021-09-28 华能澜沧江水电股份有限公司 一种水火风光储多能互补集成电源的有功功率控制方法
CN113270899A (zh) * 2021-06-16 2021-08-17 华能澜沧江水电股份有限公司 一种基于充放电修正功率的常规电源和储能电源的控制方法
CN113452090B (zh) * 2021-06-16 2022-04-22 华能澜沧江水电股份有限公司 一种水火风光储多能互补集成电源的有功功率控制方法
CN113270899B (zh) * 2021-06-16 2022-05-03 华能澜沧江水电股份有限公司 一种基于充放电修正功率的常规电源和储能电源的控制方法
CN114035554A (zh) * 2021-11-18 2022-02-11 广东电网有限责任公司 一种海上风电场运行控制测试系统
CN114035554B (zh) * 2021-11-18 2024-02-20 广东电网有限责任公司 一种海上风电场运行控制测试系统
CN114336694A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种混合储能电站能量优化控制方法
CN114336694B (zh) * 2021-12-29 2023-04-25 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种混合储能电站能量优化控制方法
CN114421508A (zh) * 2022-01-21 2022-04-29 太原理工大学 一种基于频率分区效能评估的储能二次调频控制方法
CN114421508B (zh) * 2022-01-21 2024-03-26 太原理工大学 一种基于频率分区效能评估的储能二次调频控制方法
CN117175646A (zh) * 2023-11-02 2023-12-05 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 用于混合储能系统的储能参与一次调频控制方法及系统
CN117175646B (zh) * 2023-11-02 2024-03-12 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 用于混合储能系统的储能参与一次调频控制方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110768273B (zh) 2021-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110768273B (zh) 一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法
US11831165B2 (en) Hierarchical control method for island power grid energy storage system for increasing new energy generation fluctuation
CN113270904B (zh) 用于风电场站的混合储能调频控制方法及装置
CN109617142B (zh) 一种cchp型微电网多时间尺度优化调度方法及系统
CN108092324B (zh) 一种风电参与调峰调频的agc控制系统和控制方法
CN104242337A (zh) 光伏微网系统的实时协调控制方法
CN105207242A (zh) 储能装置参与机组调频的优化控制与容量规划系统及方法
CN102593872B (zh) 一种风光储联合发电系统参与电力系统频率的控制方法
CN103337001A (zh) 考虑最佳期望输出与荷电状态的风电场储能容量优化方法
CN108599194B (zh) 一种计及储能浅充浅放需求的调频控制方法
CN110829408B (zh) 基于发电成本约束的计及储能电力系统的多域调度方法
CN110350589B (zh) 一种可再生能源和储能调度模型及调度方法
CN113224843A (zh) 主动支撑型风光储一体化功率控制系统及其能量分配方法
CN112838603B (zh) 一种风光储抽多源能源agc协调互补控制方法和装置
CN113471990A (zh) 储能多场景应用协同控制方法
CN114336678A (zh) 一种基于pmu的风光储场站一次调频控制的方法
CN112260324A (zh) 利用储能消弭新能源并网风险的调频方法
CN105574620A (zh) 一种结合双主控协作与mpso算法的微电网动态优化调度方法
CN113541177B (zh) 电网侧电化学储能单元及电站agc控制方法
CN107706927A (zh) 一种基于两层规划的电池储能电源系统参与电网二次调频的控制方法
CN110429626B (zh) 一种适用于并网型储能系统的能量管理系统及管理方法
CN110676846B (zh) 电力调峰方法、调度中心及电力调峰系统
CN114648195A (zh) 一种电网多层级辅助服务中的储能电站智能协同调控办法
He et al. Research on the frequency regulation strategy of large-scale Battery energy storage in the power grid system
CN112910016A (zh) 一种配电网调频控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Yu Changhai

Inventor after: Pang Lacheng

Inventor after: Wu Jiping

Inventor after: Cao Rongzhang

Inventor after: Liu Aimei

Inventor after: Xu Rui

Inventor after: Tan Chao

Inventor after: Tu Mengfu

Inventor after: Ding Qia

Inventor before: Yu Changhai

Inventor before: Wu Jiping

Inventor before: Liu Aimei

Inventor before: Xu Rui

Inventor before: Tan Chao

Inventor before: Tu Mengfu

Inventor before: Ding Qia

CB03 Change of inventor or designer information