CN113765123A - 新能源自动控制策略分析方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种新能源自动控制策略分析方法和系统，通过在AGC控制系统中内嵌独立的储能系统，该储能系统负责储能控制场景与适应性策略开发，采用独立的模型表、历史模板表与独立进程，能够独立建模，可提供计划跟踪与时段充放电控制基础调峰支撑功能，也可接受常规AGC的整体控制，与AGC常规机组并列统一参与电网统一调频。

Description

新能源自动控制策略分析方法与系统
技术领域
本公开涉及电力系统控制技术领域，具体而言，涉及一种新能源自动控制策略分析方法与系统。
背景技术
随着我国新能源产业的快速发展，风能、太阳能、海洋能及地热能等可再生能源广泛地应用于电力系统发电中，所占比重越来越大，但是该类新能源发电具有随机性、间歇性等特点，使得其开发利用受到了制约。储能系统/ 装置能够快速实现对有功功率的吸收与释放，使间歇性、波动性很强的可再生新能源变得“可调、可控”。因此，由新能源与储能组合形成的联合发电系统，为促进新能源的开发利用与电力系统的稳定提供了有效解决方案。但是，由于储能非主动式电源，且建设成本较高，其容量和电量非常有限，因此，如何实现新能源场站与储能系统的协调配合具有非常重要的研究意义与实用价值。
目前，一般采用各类需求响应技术控制可调节资源参与系统调控，但是各类需求响应技术缺乏全局协调，通常以某一个或者某几个控制目标为主，设定调节资源的控制逻辑，达到条件则由资源自主响应，难以获知电力系统调节需求，也无法获知电力系统其它调节资源的动作信息，发生过调、欠调及调节冲突的风险较大。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种新能源自动控制策略分析方法与系统，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的无法兼顾局部储能控制与电网统筹控制的问题。
根据本公开的一个方面，提供一种新能源自动控制策略分析方法，包括如下步骤：
(1)从数据采集与监视控制模块中获取实时数据，所述实时数据包括储能站监控系统数据、电厂监控系统数据和SCADA系统实时量测数据；
(2)在AGC系统控制区中建立常规机组控制模型与储能系统控制模型，并获取常规机组控制模型信息与储能系统控制模型信息；
(3)根据发电系统当前参与AGC的控制场景、控制策略，以及步骤(1) 获取的实时数据，计算发电系统在所述控制场景及控制策略下常规机组调频指标和储能系统调频指标；
(4)根据步骤(2)获取的常规机组控制模型信息与储能系统控制模型信息和步骤(3)得到的常规机组调频指标和储能系统调频指标，选择发电系统控制模式并对发电系统控制对象进行控制；
(5)为确保闭环控制行为的安全性与合理性，对步骤(4)计算得到的各控制对象的目标指令进行校核检查，得到最终的控制指令并下发至各控制对象。
在本公开的一种示例性实施例中，所述步骤(2)中，所述控制场景包括人工设点控制场景、频率控制场景、调峰控制场景、断面控制场景、协调控制场景和平滑控制场景。
在本公开的一种示例性实施例中，所述步骤(2)中，所述控制策略包括比例分担策略、优先排序策略、快慢速调节资源置换策略。
在本公开的一种示例性实施例中，所述步骤(4)中，所述发电系统控制模式包括区域调节控制模式、人工设点控制模式、额定放电控制模式、额定充电控制模式、时段充放控制模式。
在本公开的一种示例性实施例中，所述步骤(4)中，对发电系统控制对象进行控制的控制模式包括当地模式、测试模式、暂停模式、自动模式、放电模式、充电模式、计划模式和基点模式。
在本公开的一种示例性实施例中，所述步骤(5)中，所述对各控制对象的目标指令进行校核检查包括防误校验、安全约束设置和SOC修正。
在本公开的一种示例性实施例中，所述防误校验包括有功量测有效性检验、远方信号有效性检验、计划值有效性检验，计划值限值范围检验、SOC 量测有效性校验、SOC量测范围检验、储能独立和联合控制互锁检验、返回指令有效性检验、最大可充、最大可放有效性校验和暂停状态下功率闭锁检验。
在本公开的一种示例性实施例中，所述安全约束设置包括最大调节量约束设置、调节范围约束设置、站端增减闭锁设置、SOC增减闭锁设置、站端充放闭锁设置、SOC充放闭锁设置、断面约束设置、水火电ACE约束校验设置、CPS2指标偏差约束校验设置。
在本公开的一种示例性实施例中，所述SOC修正通过设置最低运行下限 SOCmin、理想运行下限SOClow、理想运行上限SOChigh和最高运行上限SOCmax四个储能SOC门槛，依据所述四个储能SOC门槛将储能SOC运行区间划分为五个校正区间分别为SOC低限禁止区间、SOC低限预警区间、SOC理想运行区间、SOC高限预警区间、SOC高限禁止区间，依据SOC所在的校正区间选择执行储能调节上/下限修正方式、基点强制修正方式、储能SOC矫正偏置修正方式。
根据本公开的一个方面，提供一种新能源自动控制策略分析系统，包括：
数据采集与监视控制模块，用于获取实时数据，包括储能站监控系统数据、电厂监控系统数据和SCADA系统实时量测数据；
常规机组调频指标计算模块与储能调频指标计算模块，与所述数据采集与监视控制模块连接，用于根据发电系统当前参与AGC的控制场景、控制策略，以及所述实时数据，计算发电系统在控制场景及控制策略下常规机组调频指标和储能系统调频指标；
AGC控制模块，与所述数据采集与监视控制模块连接，所述AGC控制模块包括常规机组控制模块与储能模块，所述常规机组控制模块与储能模块分别与所述常规机组调频指标计算模块与所述储能调频指标计算模块连接，所述AGC控制模块用于选择发电系统控制模式并对发电系统控制对象进行控制；
校核检查模块，与所述AGC控制模块连接，用于对各控制对象的目标指令进行校核检查，得到最终的控制指令并下发至各控制对象。
根据本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：
存储器；以及
耦合到所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如上所述的新能源自动控制策略分析方法。
根据本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的新能源自动控制策略分析方法。
本公开实施例通过在AGC控制系统中内嵌独立的储能系统，该储能系统负责储能控制场景与适应性策略开发，采用独立的模型表、历史模板表与独立进程，能够独立建模，可提供计划跟踪与时段充放电控制基础调峰支撑功能，也可接受常规AGC的整体控制，与AGC常规机组并列统一参与电网统一调频。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性示出本公开第一实施例中新能源自动控制策略分析方法100 的流程图。
图2示意性示出本公开的一个实施例中储能SOC运行区间的调节范围的示意图。
图3示意性示出本公开的一个实施例中储能SOC矫正偏置的示意图。
图4示意性示出本公开的新能源自动控制策略分析系统200的示意图。
图5示意性示出本公开一个示例性实施例中一种电子设备300的方框图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
下面结合附图对本公开示例实施方式进行详细说明。
图1示意性示出本公开第一实施例中新能源自动控制策略分析方法100 的流程图。
参考图1，新能源自动控制策略分析方法100可以包括：
步骤S102，从数据采集与监视控制模块中获取实时数据，所述实时数据包括储能站监控系统数据、电厂监控系统数据和SCADA系统实时量测数据；
步骤S104，在AGC系统控制区中建立常规机组控制模型与储能系统控制模型，并获取常规机组控制模型信息与储能系统控制模型信息；
步骤S106，根据发电系统当前参与AGC的控制场景、控制策略，以及步骤S102获取的实时数据，计算发电系统在所述控制场景及控制策略下常规机组调频指标和储能系统调频指标；
步骤S108，根据步骤S104获取的常规机组控制模型信息与储能系统控制模型信息和步骤S106得到的常规机组调频指标和储能系统调频指标，选择发电系统控制模式并对发电系统控制对象进行控制；
步骤S110，为确保闭环控制行为的安全性与合理性，对步骤S108计算得到的各控制对象的目标指令进行校核检查，得到最终的控制指令并下发至各控制对象。
本公开实施例通过在AGC控制系统中内嵌独立的储能系统，该储能系统负责储能控制场景与适应性策略开发，采用独立的模型表、历史模板表与独立进程，能够独立建模，可提供计划跟踪与时段充放电控制基础调峰支撑功能，也可接受常规AGC的整体控制，与AGC常规机组并列统一参与电网统一调频。
下面，对新能源自动控制策略分析方法100的各步骤进行详细说明。
步骤S102，从数据采集与监视控制模块中获取实时数据，所述实时数据包括储能站监控系统数据、电厂监控系统数据和SCADA系统实时量测数据。
具体地，储能AGC的数据交互信息具体示例如表1：
Figure RE-GDA0003309709410000061
表1：储能AGC的数据交互信息表
步骤S104，在AGC系统控制区中建立常规机组控制模型与储能系统控制模型，并获取常规机组控制模型信息与储能系统控制模型信息。
步骤S106，根据发电系统当前参与AGC的控制场景、控制策略，以及步骤S102获取的实时数据，计算发电系统在所述控制场景及控制策略下常规机组调频指标和储能系统调频指标。
所述控制场景包括人工设点控制场景、频率控制场景、调峰控制场景、断面控制场景、协调控制场景和平滑控制场景。
具体地，当控制场景为人工设点控制场景时，AGC控制区的控制目标来自调度运行人员输入的设定值。调节需求则为控制目标与实际出力之差，表示方式为：
ARRESS＝Pref-Ptot (1-1)
(1-1)式中：
Pref—人工设定目标(MW)
Ptot—当前出力总加(MW)
具体地，当控制场景为频率控制场景时，AGC控制区的控制偏差来自频率偏差，调节需求表示方式为：
ARRESS＝-10*B*(f-f0) (1-2)
(1-2)式中：
B—区域频率偏差系数(MW/0.1HZ)，取正值。
f—实测频率(HZ)
f0—额定频率(HZ)
具体地，当控制场景为调峰控制场景时,为保证安全、稳定运行的前提下尽可能接纳新能源发电，采用跟踪常规火电机组下备用的思路实施新能源发电控制，新能源发电指标(调节需求)根据火电机组的下旋转备用适时调整：当火电下备用不足、低于预设门槛下限值时，则需要对新能源进行限电控制；当火电下备用充足、高于预设门槛上限时，新能源出力仅受调节步长与容量限值约束；当火电备用处于门槛上、下限之间时，则根据实时备用信息计算新能源的增发空间，调节需求表示方式为：
Figure RE-GDA0003309709410000071
(1-3)式中：
DRVt为t时刻火电机组的下旋转备用；
DRVlower为预留火电下旋转备用的下限值；
DRVupper为预留火电下旋转备用的上限值；
Pcap为新能源总装机容量
具体地，当控制场景为断面控制场景时，控制区的调节需求为该控制区的所监视断面的空间裕度，断面裕度为正则有增发空间；断面裕度为负则需要限电调节，调节需求采用下式表示为：
Figure RE-GDA0003309709410000081
(1-4)式中：
Preal为控制区监视断面的断面实际潮流；
Plimit为控制区监视断面的断面限值；
δ为控制区监视断面的安全裕度
具体地，当控制场景为协调控制场景时，控制区的控制偏差来自于常规AGC发送至新能源AGC的协调量，调节需求采用下式表示为：
ARRESS＝PCoor (1-5)
(1-5)式中：
PCoor为常规AGC发送至新能源AGC的协调控制信号
具体地，当控制场景为平滑控制场景时，控制区的控制偏差为目标区域出力平滑目标-目标区域实际出力-储能有功功率总加，目标区域平滑目标采用下式表滤波算法通过下式来完成：
Pcom(k)＝Pcom(k-1)+τ·(Pw-pv(k)-Pcom(k-1)) (1-6)
(1-6)式中：
K：第K次滤波；
τ：离散滤波因子，为给定值，在0-1之间；
Pcom：平滑目标，预期联合输出有功功率；
Pw-pv：平滑对象，通常为风光有功总加；
调节需求采用下式表示为:
ARRESS＝Pcom(k)-Pw-pv(k)-Pess(k) (1-7)
具体地，所述控制策略包括比例分担策略、优先排序策略、快慢速调节资源置换策略。具体采用哪种控制策略进行控制可由调度人员在AGC界面进行操作，在技术条件成熟的情况下可适用快慢速调节资源置换策略。相应策略的控制参数需要提前在实时库中进行维护。
具体地，所述比例分担策略是指将储能控制对象与常规机组同等对待，按照中标容量共同参与电网调频。
具体地，所述优先排序策略是指将储能在频率偏差超过一定门槛时优先参与频率调整，优先承担区域调节需求，超出所有储能场站调节能力的部分由常规机组承担；如频差未超出给定门槛时，区域调节需求由常规机组全部承担。
具体地，所述快慢速调节资源置换策略，应用于储能与常规机组在响应过程中存在时间差，储能率先响应调节需求提供快速支援，然后在常规机组响应调节的规程中，根据ACE反馈信号逐步退出，实现快慢速调节资源的替换。当多个储能电站参与区域调节需求分配时，按照SOC大小作为优先级排序进行调节量分配，以保证各储能站在长周期的滚动调节中实现SOC均衡管理。
步骤S108，根据步骤S104获取的常规机组控制模型信息与储能系统控制模型信息和步骤S106得到的常规机组调频指标和储能系统调频指标，选择发电系统控制模式并对发电系统控制对象进行控制。
具体地，所述储能系统调频指标统计暂时采用所述常规机组调频指标统计规则进行。所述储能系统控制模型信息包括储能区域场景表、储能群组信息表、储能控制器表、储能电站信息表、储能充放时段定义表、多源协调控制参数表。
具体地，所述发电系统控制模式包括区域调节控制模式、人工设点控制模式、额定放电控制模式、额定充电控制模式、时段充放控制模式。
具体地，所述区域调节控制模式指的是场群参与区域调节分配，若只有一个调节群组则承担区域全部调节需求；若存在多个调节群组，各群组按照调节裕度与SOC分配调节量。
具体地，所述人工设点控制模式指的是场群其调节需求为设点目标与出力总加之差，即该群组有功出力上限为人工设点目标，该值可在线调整。
具体地，所述额定放电控制模式指的场群内所有新能源场站均切换为“放电”模式，以额定放电功率作为控制指令。
具体地，所述额定充电控制模式指的是场群内所有新能源场站均切换为“充电”模式，以额定充电功率作为控制指令。
具体地，所述时段充放控制模式指的是场群内所有新能源场站，根据预设时段的充放电状态进行相应模式切换，并执行相应充/放电操作，具体如下：
静息状态下，储能切换为“基点”模式，基点功率置零；
充电状态下，储能切换为“充电”模式，按照额定充电功率进行充电控制；
放电状态下，储能切换为“放电”模式，按照额定放电功率进行放电控制。
具体地，所述对发电系统控制对象进行控制的控制模式包括当地模式、测试模式、暂停模式、自动模式、放电模式、充电模式、计划模式和基点模式。
具体地，所述当地模式是指储能场站当地控制。
具体地，所述测试模式是指可以在调度主站对储能站发下指令，测试储能电站调节性能。
具体地，所述暂停模式是指当主站控制的储能电站出现如功率量测异常等情况下自动进行暂停模式，进入暂停时刻下发0功率指令值，维持不充不放状态，当导致暂停的原因消失后自动投入暂停前的控制模式。
具体地，所述自动模式是指参与区域调节需求分配，根据区域调整需求自动调整出力；
具体地，所述放电模式是指基点取额定放电功率，进行单向功率输出控制；
具体地，所述充电模式是指基点取额定放电功率，进行单向功率吸纳控制。
具体地，所述计划模式是指基点取计划值，按照计划曲线执行充放电控制。
具体地，所述基点模式是指基点取人工设点值，执行人工输入的功率设定值。
步骤S110，为确保闭环控制行为的安全性与合理性，对步骤S108计算得到的各控制对象的目标指令进行校核检查，得到最终的控制指令并下发至各控制对象。
具体地，所述对各控制对象的目标指令进行校核检查包括防误校验、安全约束设置和SOC修正。
具体地，所述防误校验包括有功量测有效性检验、远方信号有效性检验、计划值有效性检验，计划值限值范围检验、SOC量测有效性校验、SOC量测范围检验、储能独立和联合控制互锁检验、返回指令有效性检验、最大可充、最大可放有效性校验和暂停状态下功率闭锁检验。
具体地，所述有功量测有效性检验指对SCADA系统获取的有功量测数据进行质量码核查，若出现异常质量位，储能控制对象转暂停模式，并给出相应告警提示。
具体地，远方信号有效性检验。对SCADA系统获取的远方投退信号进行质量码核查，若出现异常质量位，储能控制对象转暂停模式，并给出相应告警提示。
具体地，计划值有效性检验。若储能控制对象维护相关计划值测点，系统会对计划值状态进行核查，若储能控制对象控制模式为计划模式时则转暂停模式，并给出相应告警提示；如由其他控制模式切换为计划模式时，则相关操作不予生效。
具体地，计划值限值范围检验。若储能控制对象维护相关计划值测点，系统会对计划值合理范围进行核查，若储能控制对象控制模式为计划模式时则转暂停模式，并给出相应告警提示；如由其他控制模式切换为计划模式时，则相关操作不予生效。
具体地，SOC量测有效性校验。对SCADA系统获取的SOC量测数据进行质量码核查，若出现异常质量位，储能控制对象转暂停模式，并给出相应告警提示。
具体地，SOC量测范围检验。对SCADA系统获取的SOC量测数据进行合理范围核查，若其值处于[0，100]区间范围以外，储能控制对象转暂停模式，并给出相应告警提示。
具体地，储能独立和联合控制互锁检验。为保证储能控制对象分别参与独立和联合控制的可靠性与安全性，储能控制对象除了监视自身的远方信号外，还需对储能及其对应机组控制的合理性进行校验，相关校验需要电厂上送其它辅助信号(如储能与机组是否处于联合控制)，如发现储能独立控制和储能机组联合控制互悖时，储能控制对象退出控制，并给出相应告警提示。
具体地，返回指令有效性检验。为保证储能控制对象接收到正确的主站指令，增加对子站指令返回值的监视与校验，若指令返回值与主站下发值在连续多个控制周期(一般为5个控制周期，20秒)存在较大偏差，则储能控制对象转暂停模式，并给出相应告警提示。
具体地，最大可充、最大可放有效性校验。储能控制时，在最大可充、最大可放量测状态正常时，采用二者与人工设定的调节下限、上限取交集作为储能场站的控制范围，但最大可充、最大可放量测数据异常时，应自动将储能电站退为暂停控制，并给出相应告警提示。
具体地，暂停状态下功率闭锁校验。当储能从自动控制切退为暂停状态后，若暂停时间超过一定时间(初步考虑2个控制周期，8秒)，则下发零功率指令，使储能处于0功率运行，避免异常状态下的过充或过放。
具体地，所述安全约束设置包括最大调节量约束设置、调节范围约束设置、站端增减闭锁设置、SOC增减闭锁设置、站端充放闭锁设置、SOC充放闭锁设置、断面约束设置、水火电ACE约束校验设置、CPS2指标偏差约束校验设置。
具体地，所述最大调节量约束设置指如果控制命令对应的调节增量大于给定的最大调节量，当前分配限制在最大调节量上，分步跟踪完成最终控制指令。
具体地，所述调节范围约束设置指程序决策计算得到的储能控制指令应在最大允许放电与最大允许充电范围以内，如果超出该范围，则限制在最大允许充/放电限值上。
具体地，所述站端增减闭锁设置是指对于上送增/减闭锁信号的场站，在决策中需对违反其闭锁方向的分配行为进行规避。
具体地，所述SOC增减闭锁设置是指当前SOC高于理想上限时，闭锁增大充电功率控制逻辑；当前SOC低于理想下限时，闭锁增大放电功率控制逻辑。
具体地，所述站端充放闭锁设置是指对于上送充/放闭锁信号的场站，在决策中需对违反其闭锁方向的分配行为进行规避，同时对已存在的违背指令进行清零重置。
具体地，所述SOC充放闭锁设置是指当前SOC高于禁止上限时，执行禁充逻辑；当前SOC低于禁止上限时，执行禁放逻辑。
具体地，所述断面约束设置是指程序计算得到的控制指令需满足断面约束，对可能造成断面越限的控制指令则需进行修正处理。
具体地，所述水火电ACE约束校验设置是指若当前新能源场站调节指令可能会继续恶化常规AGC的ACE指标，则不更新当前控制指令。
具体地，所述CPS2指标偏差约束校验设置是指若当前新能源场站调节指令可能会继续恶化常规AGC的CPS2指标，则不更新当前控制指令。
所述SOC修正通过设置最低运行下限SOCmin、理想运行下限SOClow、理想运行上限SOChigh和最高运行上限SOCmax四个储能SOC门槛，其中 0<SOCmin＜SOClow＜SOChigh＜SOCmax＜100，依据所述四个储能SOC门槛将储能SOC 运行区间划分为五个校正区间，分别为SOC低限禁止区间、SOC低限预警区间、SOC理想运行区间、SOC高限预警区间、SOC高限禁止区间、依据SOC所在的校正区间选择执行储能调节上/下限修正方式、基点强制修正方式、储能 SOC矫正偏置修正方式，具体SOC门槛值与SOC校正区间对应如表2所示。
Figure RE-GDA0003309709410000131
表2:SOC门槛值与SOC校正区间对应表
图2示意性示出本公开的一个实施例中储能SOC运行区间的调节范围的示意图。
参照图2，具体地，当储能系统SOC运行在理想区间时，储能系统控制指令直接取控制需求计算结果，并根据其允许充放电水平进行修正；
具体地，当储能系统SOC运行在预警区间时，对恶化SOC水平的方向的指令进行抑制；
具体地，当储能系统SOC运行在禁止区间时，储能系统仅对SOC恢复理想区间的控制需求进行响应；同时启动SOC基点偏置修正功能。
具体地，所述储能调节上/下限修正方式为：当SOC处于低限禁止区间时，调节上限为0；当SOC处于低限预警区间时，调节上限与SOC理想下限偏离量呈比例关系；当SOC处于其他区间时，调节上限即为额定放电功率。类比得到储能调节下限的修正逻辑。公式描述如下：
Figure RE-GDA0003309709410000141
(1-8)式表达的含义为：当储能SOC处于低限校正区间时，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；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。
Figure RE-GDA0003309709410000142
(1-9)式表达的含义为：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；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，负值表示功率由电网流向储能，即充电状态。
具体地，所述基点强制修正方式适用于自动模式场站，例如自动、基点、计划、充电、放电，当储能SOC处于禁止区间时在以下场景下需对其原基点进行强制修正：当储能SOC处于高限禁止区间时，启动禁充逻辑，对于大于零的基点强制置为零；当储能SOC处于低限禁止区间时，启动禁放逻辑，对于小于零的基点强制置为零；
Figure RE-GDA0003309709410000151
对于非自动模式场站，典型转暂停与等待模式下，进行基点置零，防止储能控制对象不受控期间长期保持充/放电状态。
图3示意性示出本公开的一个实施例中储能SOC矫正偏置的示意图。
参照图3，具体地，所述储能SOC矫正偏置方式适用于当储能SOC进入低限禁止区间或者高限禁止区间时，需考虑对储能SOC的主动管理，避免其长期工作在过充/放状态，影响其使用寿命。若直接采用SOC上限门槛或者下限门槛作为主动管理的触发与退出条件，容易造成储能策略的不连续甚至引起功率震荡。储能SOC矫正调节策略的触发与退出采用分时序、不同门槛值，记t时刻储能站i的SOC矫正逻辑生效状态为Fsoc-fix,i(t)，判别方法如下：
Figure RE-GDA0003309709410000152
(1-11)式中Fsoc-fix,i(t)值为1表示放电矫正状态，-1表示充电矫正状态。上式表示当储能SOC在理想运行区间时不启用SOC矫正逻辑；当SOC处于高、低限禁止区间时分别触发触发放电与充电矫正逻辑；而SOC处于高、低限预警区间时则维持之前的矫正状态，作为一个逻辑缓冲区。图3给出一个示例说明，实线为SOC矫正逻辑生效状态，虚线为SOC矫正逻辑退出状态。
SOC矫正功率偏置量计算公式如下：
Figure RE-GDA0003309709410000153
(1-12)式中，
Figure RE-GDA0003309709410000161
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。
图4示意性示出本公开的新能源自动控制策略分析系统200的示意图。
参照图4，一种新能源自动控制策略分析系统200，包括：
数据采集与监视控制模块10，用于获取实时数据，包括储能站监控系统数据、电厂监控系统数据和SCADA系统实时量测数据；
常规机组调频指标计算模块20与储能调频指标计算模块30，与所述数据采集与监视控制模块10连接，用于根据发电系统当前参与AGC的控制场景、控制策略，以及所述实时数据，计算发电系统在控制场景及控制策略下常规机组调频指标和储能系统调频指标；
AGC控制模块40，与所述数据采集与监视控制模块10连接，所述AGC 控制模块包括常规机组控制模块41与储能模块42，所述常规机组控制模块 41与储能模块42分别与所述常规机组调频指标计算模块20与所述储能调频指标计算模块30连接，所述AGC控制模块40用于选择发电系统控制模式并对发电系统控制对象进行控制；
校核检查模块50，与所述AGC控制模块40连接，用于对各控制对象的目标指令进行校核检查，得到最终的控制指令并下发至各控制对象。
本公开实施例通过在AGC控制系统中内嵌独立的储能系统，该储能系统负责储能控制场景与适应性策略开发，采用独立的模型表、历史模板表与独立进程，能够独立建模，可提供计划跟踪与时段充放电控制基础调峰支撑功能，也可接受常规AGC的整体控制，与AGC常规机组并列统一参与电网统一调频。
由于新能源自动控制策略分析系统的各功能已在其对应的方法实施例中予以详细说明，本公开于此不再赘述。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。
所述技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
下面参照图5来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备300。图8 显示的电子设备300仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，电子设备300以通用计算设备的形式表现。电子设备300 的组件可以包括但不限于：存储器320，以及耦合到存储器320的处理器310，处理器310被配置为基于存储在存储器320中的指令执行上述的新能源自动控制策略分析方法100。存储器320与处理器310之间通过总线330进行数据传输。
其中，存储器320存储有程序代码，程序代码可以被处理器310执行，使得所述处理器310执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理器310可以执行如图1中所示的步骤S102，从数据采集与监视控制模块中获取实时数据，所述实时数据包括储能站监控系统数据、电厂监控系统数据和SCADA系统实时量测数据；步骤S104，在AGC系统控制区中建立常规机组控制模型与储能系统控制模型，并获取常规机组控制模型信息与储能系统控制模型信息；步骤S106,根据发电系统当前参与AGC的控制场景、控制策略，以及步骤S102获取的实时数据，计算发电系统在所述控制场景及控制策略下常规机组调频指标和储能系统调频指标；步骤S108,根据步骤S104获取的常规机组控制模型信息与储能系统控制模型信息和步骤S106得到的常规机组调频指标和储能系统调频指标，选择发电系统控制模式并对发电系统控制对象进行控制；步骤 S110，为确保闭环控制行为的安全性与合理性，对步骤S108计算得到的各控制对象的目标指令进行校核检查，得到最终的控制指令并下发至各控制对象。
存储器320可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)3201和/或高速缓存存储单元3202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)3203。
存储器320还可以包括具有一组(至少一个)程序模块3205的程序/实用工具3204，这样的程序模块3205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线330可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备300也可以与一个或多个外部设备400(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备300交互的设备通信，和/或与使得该电子设备300能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口350进行。并且，电子设备300还可以通过网络适配器360与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/ 或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器360通过总线330 与电子设备300的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备300使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U 盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、 C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN) 或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备 (例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术方案。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和构思由权利要求指出。

Claims (12)

1.一种新能源自动控制策略分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)从数据采集与监视控制模块中获取实时数据，所述实时数据包括储能站监控系统数据、电厂监控系统数据和SCADA系统实时量测数据；
(2)在AGC系统控制区中建立常规机组控制模型与储能系统控制模型，并获取常规机组控制模型信息与储能系统控制模型信息；
(3)根据发电系统当前参与AGC的控制场景、控制策略，以及步骤(1)获取的实时数据，计算发电系统在所述控制场景及控制策略下常规机组调频指标和储能系统调频指标；
(4)根据步骤(2)获取的常规机组控制模型信息与储能系统控制模型信息和步骤(3)得到的常规机组调频指标和储能系统调频指标，选择发电系统控制模式并对发电系统控制对象进行控制；
(5)为确保闭环控制行为的安全性与合理性，对步骤(4)计算得到的各控制对象的目标指令进行校核检查，得到最终的控制指令并下发至各控制对象。
2.如权利要求1所述的新能源自动控制策略分析方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述控制场景包括人工设点控制场景、频率控制场景、调峰控制场景、断面控制场景、协调控制场景和平滑控制场景。
3.如权利要求1所述的新能源自动控制策略分析方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述控制策略包括比例分担策略、优先排序策略、快慢速调节资源置换策略。
4.如权利要求1所述的新能源自动控制策略分析方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述发电系统控制模式包括区域调节控制模式、人工设点控制模式、额定放电控制模式、额定充电控制模式、时段充放控制模式。
5.如权利要求1所述的新能源自动控制策略分析方法，其特征在于，所述步骤(4)中，对发电系统控制对象进行控制的控制模式包括当地模式、测试模式、暂停模式、自动模式、放电模式、充电模式、计划模式和基点模式。
6.如权利要求1所述的新能源自动控制策略分析方法，其特征在于：所述步骤(5)中，所述对各控制对象的目标指令进行校核检查包括防误校验、安全约束设置和SOC修正。
7.如权利要求6所述的新能源自动控制策略分析方法，其特征在于，所述防误校验包括有功量测有效性检验、远方信号有效性检验、计划值有效性检验，计划值限值范围检验、SOC量测有效性校验、SOC量测范围检验、储能独立和联合控制互锁检验、返回指令有效性检验、最大可充、最大可放有效性校验和暂停状态下功率闭锁检验。
8.如权利要求6所述的新能源自动控制策略分析方法，其特征在于，所述安全约束设置包括最大调节量约束设置、调节范围约束设置、站端增减闭锁设置、SOC增减闭锁设置、站端充放闭锁设置、SOC充放闭锁设置、断面约束设置、水火电ACE约束校验设置、CPS2指标偏差约束校验设置。
9.如权利要求6所述的新能源自动控制策略分析方法，其特征在于，所述SOC修正通过设置最低运行下限SOCmin、理想运行下限SOClow、理想运行上限SOChigh和最高运行上限SOCmax四个储能SOC门槛，依据所述四个储能SOC门槛将储能SOC运行区间划分为五个校正区间分别为SOC低限禁止区间、SOC低限预警区间、SOC理想运行区间、SOC高限预警区间、SOC高限禁止区间，依据SOC所在的校正区间选择执行储能调节上/下限修正方式、基点强制修正方式、储能SOC矫正偏置修正方式。
10.一种新能源自动控制策略分析系统，其特征在于，包括：
数据采集与监视控制模块，用于获取实时数据，包括储能站监控系统数据、电厂监控系统数据和SCADA系统实时量测数据；
常规机组调频指标计算模块与储能调频指标计算模块，与所述数据采集与监视控制模块连接，用于根据发电系统当前参与AGC的控制场景、控制策略，以及所述实时数据，计算发电系统在控制场景及控制策略下常规机组调频指标和储能系统调频指标；
AGC控制模块，与所述数据采集与监视控制模块连接，所述AGC控制模块包括常规机组控制模块与储能模块，所述常规机组控制模块与储能模块分别与所述常规机组调频指标计算模块与所述储能调频指标计算模块连接，所述AGC控制模块用于选择发电系统控制模式并对发电系统控制对象进行控制；
校核检查模块，与所述AGC控制模块连接，用于对各控制对象的目标指令进行校核检查，得到最终的控制指令并下发至各控制对象。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器；以及
耦合到所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1-9任一项所述的新能源自动控制策略分析方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-9任一项所述的新能源自动控制策略分析方法。
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