CN112736954A - 一种提高agc调节性能的储能控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高AGC调节性能的储能控制方法，属于电力系统节能控制技术领域，储能控制系统接收到AGC指令Pagc后，判断Pagc与AGC指令变化时刻机组负荷P0之差。判断差值所属区间，对储能电池理论指令执行不同的策略。本发明将AGC指令与AGC指令变化时刻机组负荷的差值进行区间段划分，由不同区间段，结合AGC调频计算规程，给出不同的控制策略，重点提高调节速率K1，该策略根据AGC指令变化大小对电池进行充放电控制，即可提高调节速率，又节省了电池电量，降低了电池损耗，增加电池使用寿命。

Description

一种提高AGC调节性能的储能控制方法
技术领域
本发明属于电力系统节能控制技术领域，特别是涉及到一种通过提高AGC调节性能进而进行储能控制的方法。
背景技术
随着电池储能项目的兴起，南方电网对南方区域AGC发电单元调频指标算法进一步完善，确保调频辅助，服务市场公开、公正、透明，以提高系统调频能力和精益化管理水平。各火电机组获得的收益与对AGC响应后的K值和调频里程等各指标相关。K值由调节速率、响应时间、调节精度决定，其中调节速率占比较大。电池储能系统在响应AGC指令方面调节速率快，精度高，但是如果控制策略不得当，会导致利益无法最大化，电池电量的浪费，同时可能损伤电池，减少电池寿命。
现有的储能控制策略没有完全详细地考虑南网AGC调频计算规则，只是追求响应时间短、调节速率快等，忽略了机组在AGC响应中的主导地位，由储能电池承担了大量工作。
公知的控制策略中最常见的是对电池充放电功率变化不加以速率限定，追求速率最大化，和机组配合度不高，没有根据AGC指令变化大小具体分情况给与响应，将大部分需要快速率响应的情况完全由电池承担。根据南网AGC调频指标计算规范，K值计算中调节速率K1占比50％，因此提高调节速率是关键。调节速率K1的起始计算负荷存在门槛值，到达终止计算负荷时需要的时间须大于门槛时间。因此，需要提供一种在满足南网AGC调频指标计算要求的前提下的控制策略，提高K值，使储能效益达到最大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高AGC调节性能的储能控制方法，重点提高调节速率K1，该策略根据AGC指令变化大小对电池进行充放电控制，即可提高调节速率，又节省了电池电量，降低了电池损耗。
一种提高AGC调节性能的储能控制方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
步骤一、储能控制系统接收到AGC指令Pagc、机组负荷以及电池状态信息，判断Pagc与AGC指令变化时刻机组负荷P0的差值；
步骤二、将AGC指令与变化时刻的机组负荷P0的差值分为4个区间，区间1：Psd>Pagc-P0
区间2：Pe>(Pagc-P0)*D％
区间3：Pe+Psd>(Pagc-P0)*D％且(Pagc-P0)*D％>Pe
区间4：(Pagc-P0)*D％>Pe+Psd；其中，Psd为设定门槛，Pe为储能电池最大功率，D％为调节速率计算时段终止计算时刻比例，Pagc为调度下发的AGC指令，P0为AGC指令下发时刻的机组负荷；
步骤三、判断步骤一所述差值所属区间，控制储能电池SOC充放电策略。
所述步骤三中差值属于区间1，储能电池SOC策略为，AGC指令与机组负荷之差低于门槛值，本次调节速率K1值不参与计算，储能电池SOC指令为差值。
所述步骤三中差值属于区间2，储能电池SOC策略为，电池先放电至出死区Pd后按速率在T1时长内增至门槛值Psd，电池以Psd功率放电经过T0时间后电池继续放电至应到功率或最大功率，至进入目标死区后根据AGC计算规则，调节精度最大计算时长后结束放电。
所述步骤三中差值属于区间3，储能电池SOC策略为，电池先放电至出死区后，同时机组负荷响应，在机组响应的过程中，以动作死区Pd减机组负荷变化值为电池指令直到电池放电功率为0，此后机组负荷到达门槛值后，等待T0时间后，电池不限速进行差值放电,根据计算规则到调节精度最大计算时长后停止放电。
所述步骤三中差值属于区间4，储能电池SOC策略为，电池先放电至出死区Pd后，等待机组负荷响应，在机组响应的过程中，以动作死区Pd减机组负荷变化值为电池指令直到电池放电功率为0，此后机组负荷到达(Pagc-P0)*D％-Pe时，电池满功率放电直至调节精度最大计算时长结束。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：一种提高AGC调节性能的储能控制方法，将AGC指令与AGC指令变化时刻机组负荷的差值进行区间段划分，由不同区间段，结合AGC调频计算规程，给出不同的控制策略，重点提高调节速率K1，该策略根据AGC指令变化大小对电池进行充放电控制，即可提高调节速率，又节省了电池电量，降低了电池损耗，增加电池使用寿命。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种提高AGC调节性能的储能控制方法流程示意图。
图2为本发明一种提高AGC调节性能的储能控制方法实施方式AGC指令与变化时刻的机组负荷P0属于区间1的电池输出图。
图3为本发明一种提高AGC调节性能的储能控制方法实施方式AGC指令与变化时刻的机组负荷P0属于区间2的电池输出图。
图4为本发明一种提高AGC调节性能的储能控制方法实施方式AGC指令与变化时刻的机组负荷P0属于区间3的电池输出图。
图5为本发明一种提高AGC调节性能的储能控制方法实施方式AGC指令与变化时刻的机组负荷P0属于区间4的电池输出图。
具体实施方式
一种提高AGC调节性能的储能控制方法，如图1所示，首先读取调度下发的AGC指令Pagc，指令下发时刻的机组负荷P0，电池SOC，电池最大功率Pe。判断AGC指令与当前机组负荷之差处于某区间。根绝不同区间进行策略执行。
具体包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
步骤一、储能控制系统接收到AGC指令Pagc、机组负荷以及电池状态信息，判断Pagc与AGC指令变化时刻机组负荷P0的差值；
步骤二、将AGC指令与变化时刻的机组负荷P0的差值分为4个区间，区间1：Psd>Pagc-P0
区间2：Pe>(Pagc-P0)*D％
区间3：Pe+Psd>(Pagc-P0)*D％且(Pagc-P0)*D％>Pe
区间4：(Pagc-P0)*D％>Pe+Psd；其中，Psd为设定门槛，Pe为储能电池最大功率，D％为调节速率计算时段终止计算时刻比例，Pagc为调度下发的AGC指令，P0为AGC指令下发时刻的机组负荷；
步骤三、判断步骤一所述差值所属区间，控制储能电池SOC充放电策略。
当Psd>Pagc-P0时，即属于步骤二的区间1时，AGC指令与机组负荷之差低于门槛值，本次调节速率K1值不参与计算，差值直接为电池指令；
当Pe>(Pagc-P0)*D％时，即属于步骤二的区间2时，AGC指令与机组负荷P0之差的D％小于Pe,即使机组不响应，通过电池完全可以响应AGC指令的D％,因此通过电池响应速度快特点，电池先放电至出死区Pd后按速率在T1时长内增至门槛值Psd，机组动作缓慢可不考虑其T1时间内变化量，电池以Psd功率放电经过T0时间后电池继续放电至应到功率或最大功率，至进入目标死区后根据AGC计算规则，调节精度最大计算时长后结束放电；
当(Pe+Psd)>(Pagc-P0)*D％>Pe时，即属于步骤二的区间3时，AGC指令与机组负荷P0之差的D％大于Pe且小于电池最大功率Pe与设定门槛Psd之和,同样电池先放电至出死区后，同时机组负荷响应，在机组响应的过程中，以动作死区Pd减机组负荷变化值为电池指令直到电池放电功率为0，此后机组负荷到达门槛值后，等待T0时间后，电池不限速进行差值放电,根据计算规则到调节精度最大计算时长后停止；
当(Pagc-P0)*D％>(Pe+Psd)时，即属于步骤二的区间4时，AGC指令与机组负荷P之差大于由电池最大功率达到D％和门槛值，即无论如何都不可能完全通过电池提高调节速率，则以电池耗电量最少为原则，电池先放电至出死区后，等待机组负荷响应，在机组响应的过程中，同时机组负荷响应，在机组响应的过程中，以动作死区Pd减机组负荷变化值为电池指令直到电池放电功率为0，此后机组负荷到达(Pagc-P0)*D％-Pe时，电池满功率放电直至调节精度最大计算时长结束。
如图2～图5所示，分别对应区间1～区间4的4种执行方式，黑色加粗实线为储能电池指令，黑色细实线为机组负荷。
图2为区间1执行方式。电池储能指令为AGC指令与机组负荷二者之差。
图3为区间2执行方式。电池储能指令分四阶段，即出死区、升至门槛值、等待、补差值。
图4为区间3执行方式。电池储能指令电池储能指令分四阶段，即出死区、降至0、等待机组负荷至门槛值后T0时间、补差值。
图5为区间4执行方式。电池储能指令电池储能指令分四阶段，即出死区、降至0、等待机组负荷至(Pagc-P0)*D％-Pe、补差值。
上述方法的执行前提为储能电池SOC在允许充放电范围内。且升负荷与降负荷控制方法相同，只是对于储能电池指令是充电或是放电分为负或正。

Claims (5)

1.一种提高AGC调节性能的储能控制方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
步骤一、储能控制系统接收到AGC指令Pagc、机组负荷以及电池状态信息，判断Pagc与AGC指令变化时刻机组负荷P0的差值；
步骤二、将AGC指令与变化时刻的机组负荷P0的差值分为4个区间，
区间1：Psd>Pagc-P0
区间2：Pe>(Pagc-P0)*D％
区间3：Pe+Psd>(Pagc-P0)*D％且(Pagc-P0)*D％>Pe
区间4：(Pagc-P0)*D％>Pe+Psd；其中，Psd为设定门槛，Pe为储能电池最大功率，D％为调节速率计算时段终止计算时刻比例，Pagc为调度下发的AGC指令，P0为AGC指令下发时刻的机组负荷；
步骤三、判断步骤一所述差值所属区间，控制储能电池SOC充放电策略。
2.根据权利要求1所属的一种提高AGC调节性能的储能控制方法，其特征是：所述步骤三中差值属于区间1，储能电池SOC策略为，AGC指令与机组负荷之差低于门槛值，本次调节速率K1值不参与计算，储能电池SOC指令为差值。
3.根据权利要求1所属的一种提高AGC调节性能的储能控制方法，其特征是：所述步骤三中差值属于区间2，储能电池SOC策略为，电池先放电至出死区Pd后按速率在T1时长内增至门槛值Psd，电池以Psd功率放电经过T0时间后电池继续放电至应到功率或最大功率，至进入目标死区后根据AGC计算规则，调节精度最大计算时长后结束放电。
4.根据权利要求1所属的一种提高AGC调节性能的储能控制方法，其特征是：所述步骤三中差值属于区间3，储能电池SOC策略为，电池先放电至出死区后，同时机组负荷响应，在机组响应的过程中，以动作死区Pd减机组负荷变化值为电池指令直到电池放电功率为0，此后机组负荷到达门槛值后，等待T0时间后，电池不限速进行差值放电,至进入目标死区后根据计算规则到调节精度最大计算时长后停止放电。
5.根据权利要求1所属的一种提高AGC调节性能的储能控制方法，其特征是：所述步骤三中差值属于区间4，储能电池SOC策略为，电池先放电至出死区Pd后，等待机组负荷响应，在机组响应的过程中，以动作死区Pd减机组负荷变化值为电池指令直到电池放电功率为0，此后机组负荷到达(Pagc-P0)*D％-Pe时，电池满功率放电直至进入目标死区后经过调节精度最大计算时长结束。
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