CN113364046B - 一种支撑电网频率的储能电站群协调控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种支撑电网频率的储能电站群协调控制方法,该方法预先获取地区电网中每个储能电站的频率调节灵敏度,用灵敏度表征频率异常时各储能电站响应的优先顺序,灵敏度越高越先响应;频率异常时,首先由优先级为1的储能电站立即调整出力来支撑电网频率;给定延时,在该延时内若已调整出力的储能电站还未能将频率恢复到正常区间,则由下一优先级的储能电站调整出力来支撑电网频率。该方法有利于在电网频率异常时自动协调各储能电站,无需通信且储能电站出力调整量小。

Description

一种支撑电网频率的储能电站群协调控制方法
技术领域
本发明属于电力系统运行与控制领域,具体涉及一种支撑电网频率的储能电站群协调控制方法。
背景技术
储能技术在促进能源生产消费、推动能源革命和能源新业态方面发挥着重要作用,其发展受到了国家高度重视。近年来,储能技术在电力系统各个环节得到示范应用,具有减小峰谷差、改善电能质量、提供应急电源等作用。随着储能技术突破和成本快速下降,我国电化学储能电站开发建设速度加快,基本具备了储能大规模应用条件。江苏、河南、湖南等省相继投运了多个百兆瓦级电化学储能电站示范工程。
标准《电化学储能电站并网运行与控制技术规范 第7部分:惯量支撑与阻尼控制》(DL/T 2246.7-2021)要求储能电站需具备一次调频功能,并且参照传统电网中负荷和电源的频率-有功特性,给出了储能电站的一次调频特性曲线。对于含多储能电站的地区电网,正常情况下各储能电站按照按此曲线运行,实现自动配合。但在功率缺额导致较大频率偏差的情况下,若各储能电站继续按此曲线运行,则无法消除频率偏差,因而不能充分发挥储能支撑电网频率的作用。
为了在频率偏差较大情况下,通过各储能电站的协调支撑电网频率,一种办法是在频率异常事件发生后,由调控系统向各储能电站发送功率调整命令,协调各储能电站工作。但是此方法依赖通信。
发明内容
本发明的目的在于提供一种支撑电网频率的储能电站群协调控制方法,该方法有利于在电网频率异常时自动协调各储能电站,无需通信且储能电站出力调整量小。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种支撑电网频率的储能电站群协调控制方法,预先获取地区电网中每个储能电站的频率调节灵敏度,用灵敏度表征频率异常时各储能电站响应的优先顺序,灵敏度越高越先响应;频率异常时,首先由优先级为1的储能电站立即调整出力来支撑电网频率;给定延时,在该延时内若已调整出力的储能电站还未能将频率恢复到正常区间,则由下一优先级的储能电站调整出力来支撑电网频率。
进一步地,获取每个储能电站的频率调节灵敏度的具体方法为:对每个储能电站ii=1,2,…,nn表示地区电网包含的储能电站数量,计算不包含该储能电站i的电网其余部分的有功-频率调节系数K i K i P i f i ,ΔP i 为储能电站i功率调节过程中的功率变化,Δf i 为储能电站i功率调节过程中的电网频率变化。
进一步地,K i 的值由储能电站i的运行数据计算得到,或由不包含该储能电站i的电网其余部分的运行数据计算得到。
进一步地,K i 越小表示储能电站要调节频率所需的功率变化量越小,则频率调节灵敏度越高,响应频率异常的优先级越高。
进一步地,每个储能电站的优先顺序及给定延时Δt在调控系统执行潮流优化时下发各储能电站。
进一步地,各储能电站监测本地信息获取电网频率,当电网频率在t时刻超过限值时,优先级为1的储能电站立即调整出力来支撑电网频率;在tt时刻若频率仍异常,则优先级为2的储能电站调整出力;以此类推,在t+(x-1)Δt时刻若频率仍异常,则优先级为x的储能电站调整出力,x=1,2,…,n
进一步地,所述调整出力的具体方法为:储能电站的控制器平移自身的频率-有功功率特性曲线,以放电为有功功率的正方向,若频率高于允许的上限则曲线向左平移,若频率低于允许的下限则曲线向右平移。
进一步地,储能电站在调整出力过程中若输出功率达到边界值,则不再继续调整出力;若荷电状态达到边界值,则停止输出功率。
相较于现有技术,本发明具有以下有益效果:提供了一种支撑电网频率的储能电站群协调控制方法,该方法能够在电网频率异常情况下,实现各储能电站自动协调,稳定电网频率,不依赖通信,且储能电站所需的出力调整量较小。
附图说明
图1为本发明实施例中包含了4个储能电站的电网。
图2为本发明实施例中储能电站群协调配合示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本实施例提供了一种支撑电网频率的储能电站群协调控制方法,该方法预先获取地区电网中每个储能电站的频率调节灵敏度,用灵敏度表征频率异常时各储能电站响应的优先顺序,灵敏度越高越先响应;频率异常时,首先由优先级为1的储能电站立即调整出力来支撑电网频率;给定延时,在该延时内若已调整出力的储能电站还未能将频率恢复到正常区间,则由下一优先级的储能电站调整出力来支撑电网频率。
其中,获取每个储能电站的频率调节灵敏度的具体方法为:对每个储能电站ii=1,2,…,nn表示地区电网包含的储能电站数量,计算不包含该储能电站i的电网其余部分的有功-频率调节系数K i K i P i f i ,ΔP i 为储能电站i功率调节过程中的功率变化,Δf i 为储能电站i功率调节过程中的电网频率变化。
K i 的值可由储能电站i的运行数据计算得到,也可由不包含该储能电站i的电网其余部分的运行数据计算得到。K i 越小表示储能电站要调节频率所需的功率变化量越小,则频率调节灵敏度越高,响应频率异常的优先级越高。
每个储能电站的优先顺序及给定延时Δt在调控系统执行潮流优化时下发各储能电站。
各储能电站监测本地信息获取电网频率,当电网频率在t时刻超过限值时,优先级为1的储能电站立即调整出力来支撑电网频率;在tt时刻若频率仍异常,则优先级为2的储能电站调整出力;以此类推,在t+(x-1)Δt时刻若频率仍异常,则优先级为x的储能电站调整出力,x=1,2,…,n
调整出力的具体方法为:储能电站的控制器平移自身的频率-有功功率特性曲线,以放电为有功功率的正方向,若频率高于允许的上限则曲线向左平移,若频率低于允许的下限则曲线向右平移。储能电站在调整出力过程中若输出功率达到边界值,则不再继续调整出力;若荷电状态达到边界值,则停止输出功率。
图1为一个包含了4个储能电站的电网,图2为储能电站群协调配合示意图,图中±P limit_1、±P limit_2、±P limit_3、±P limit_4为各储能电站有功功率边界值,f offlimit为运行中出现的异常频率。
根据标准《电化学储能电站并网运行与控制技术规范 第7部分:惯量支撑与阻尼控制》(DL/T 2246.7-2021),4个储能电站的运行特性采用带死区的一次调频曲线。
初始时,调控系统执行潮流优化下发给各储能电站运行曲线①,此时频率正常。调控系统已经预先利用各储能电站的运行数据计算得到各储能电站的K i i=1,2,3,4),进而得到响应频率异常的优先顺序,假定顺序为储能电站1、2、3、4。优先顺序及给定延时Δt在执行潮流优化下发曲线①的同时下发给各储能电站。
各储能电站监测本地信息获取电网频率,假定t时刻电网损失负荷,此时储能电站1、2、3、4均按照曲线①的特性自动调节自身功率,试图稳定电网频率,但频率为f offlimit,超过允许的上限。这时,储能电站1立即调整出力来支撑电网频率,其频率-有功功率特性曲线向左移动,如曲线②所示。在tt时刻,储能电站2检测到频率仍异常,则储能电站2调整出力来支撑电网频率,其频率-有功功率特性曲线向左移动,如曲线②所示。在储能电站1调整出力的过程中,其输出功率达到边界值-P limit_1,不再继续调整出力。经过储能电站1、储能电站2的出力调整,频率下降到正常区间。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种支撑电网频率的储能电站群协调控制方法,其特征在于,预先获取地区电网中每个储能电站的频率调节灵敏度,用灵敏度表征频率异常时各储能电站响应的优先顺序,灵敏度越高越先响应;频率异常时,首先由优先级为1的储能电站立即调整出力来支撑电网频率;给定延时,在该延时内若已调整出力的储能电站还未能将频率恢复到正常区间,则由下一优先级的储能电站调整出力来支撑电网频率;
获取每个储能电站的频率调节灵敏度的具体方法为:对每个储能电站ii=1,2,…,nn表示地区电网包含的储能电站数量,计算不包含该储能电站i的电网其余部分的有功-频率调节系数K i K i P i f i ,ΔP i 为储能电站i功率调节过程中的功率变化,Δf i 为储能电站i功率调节过程中的电网频率变化;K i 的值由储能电站i的运行数据计算得到,或由不包含该储能电站i的电网其余部分的运行数据计算得到;K i 越小表示储能电站要调节频率所需的功率变化量越小,则频率调节灵敏度越高,响应频率异常的优先级越高;
每个储能电站的优先顺序及给定延时Δt在调控系统执行潮流优化时下发各储能电站;各储能电站监测本地信息获取电网频率,当电网频率在t时刻超过限值时,优先级为1的储能电站立即调整出力来支撑电网频率;在tt时刻若频率仍异常,则优先级为2的储能电站调整出力;以此类推,在t+(x-1)Δt时刻若频率仍异常,则优先级为x的储能电站调整出力,x=1,2,…,n
所述调整出力的具体方法为:储能电站的控制器平移自身的频率-有功功率特性曲线,以放电为有功功率的正方向,若频率高于允许的上限则曲线向左平移,若频率低于允许的下限则曲线向右平移;储能电站在调整出力过程中若输出功率达到边界值,则不再继续调整出力;若荷电状态达到边界值,则停止输出功率。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102234703B1 (ko) * 2014-03-04 2021-04-01 삼성에스디아이 주식회사 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법
CN104158187B (zh) * 2014-08-29 2016-09-21 国家电网公司 一种局域电网能量和功率二次分配的控制方法及控制系统
CN107681671A (zh) * 2017-11-03 2018-02-09 华泰慧能(北京)能源技术有限公司 一种考虑优先级别的电池储能系统参与电网调频的控制方法
CN110429614B (zh) * 2019-07-12 2020-10-23 杭州电子科技大学 模拟低频减载控制模式的分布式储能装置频率控制方法
CN111740434A (zh) * 2020-07-27 2020-10-02 湘能楚天电力装备股份有限公司 箱式储能变电站参与电网一次调频的优化控制方法及系统

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