CN113900031A - 一种储能系统接入agc后的soc安全校验方法 - Google Patents

一种储能系统接入agc后的soc安全校验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，包括：获取储能系统上送的SOC的量测值；对当前量测值的质量码进行校验并判断是否为无效量测，若是，则返回异常信息“储能系统上送SOC值无效”；若否，则判断当前量测值是否越限，若越限，则返回异常信息“储能系统上送SOC值越限”；若未越限，则根据连续多个间隔的量测值判断当前测量值是否存在跳变，若存在跳变，则返回异常信息“储能系统上送SOC值跳变”；若不存在跳变，则判断当前间隔的量测值是否合理，若不合理，则返回异常信息“储能系统上送SOC值异常”；若合理，则校验通过。本发明对储能上送AGC的SOC量测数据是否准确进行安全校验，以保证AGC对储能系统的安全稳定控制。

Description

一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法
技术领域
本发明涉及一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，属于电力系统技术领域。
背景技术
近年来，电化学储能技术发展迅速，电池储能技术的成熟度及技术经济性不断得到提升。锂离子电池和铅碳电池的等效全寿命度电成本已经低于我国多个省份的峰谷电价差，具备实施以峰谷差套利为目的应用条件。据不完全统计，2014年1月至2017年10月，在国家电网公司运营范围内的多个省份，已经实施了30多个的以削峰填谷为目标，且容量规模在MW级以上的分布式电池储能示范(或准商业)项目，累计容量达200MW，而项目的业主有的是电网公司，有的则是电力用户。随着储能装备的技术经济性进一步提升，发展势头将更加迅猛。
在电网中引入集中式储能系统，或利用多点分布式储能，均能够在百毫秒级时间尺度内，为电网故障提供紧急功率支撑，减少严重故障造成的功率冲击，提高电网安全稳定性。因此，储能相对于水电、火电等常规功率调节手段在响应时间方面具有较大技术优势。同时，相对于集中式储能系统，分布式储能系统还可以有效提升电网对可再生能源的消纳能力，丰富电网调峰、调频和调压等辅助服务手段。
目前国内外的专家学者以及工程师对储能参与AGC控制做了大量研究。文献《含储能资源参与的自动发电控制策略研究》(中国电机工程学报.2014,34(29))根据储能资源的快速响应特点,提出了储能资源参与调频的两种策略，策略1是基于区域调节需求(arearegulation requirement,ARR)所处的区间灵活分配储能资源承担的调节量，策略2则将调频需求的高频分量指派给储能资源承担；文献《基于模糊控制的电池储能系统辅助AGC调频方法》(电力系统保护与控制.2015,43(08))针对AGC控制中火电机组响应时滞长、机组爬坡速率低的问题,提出了一种基于模糊控制策略的电池储能系统(Battery Energy StorageSystem,BESS)辅助AGC调频方法；文献《储能参与的AGC市场出清优化建模新方法》(电力系统自动化.2014,38(13))结合华北电网辅助服务补偿的实践,提出了一种储能系统参与AGC的优化配置方法；文献《电池储能电源参与AGC的控制方式分析》(电力系统及其自动化学报.2017,29(03))对电池储能电源参与自动发电控制采用区域控制需求信号按固定比例分配的缺陷,提出一种基于区域控制偏差信号分配的储能电源控制方式；文献《基于多目标网格自适应搜索算法的储能系统参与AGC优化控制策略》(电网技术.2019,43(06))提出了一种基于动态仿真滚动优化和多目标网格自适应搜索(multi-objective mesh adaptivedirect search,MOMADS)算法的优化控制策略。
结合储能资源当前和未来的发展定位，为满足后续储能资源大规模接入后的控制要求，基于D5000平台研发了储能系统参与主站调峰调频AGC(Automatic GenerationControl,自动发电控制)控制软件模块。其中，为保证储能电站上送AGC的SOC(State ofCharge,荷电状态)值正确合理，本申请提出了一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，对储能上送AGC的SOC量测数据是否准确进行安全校验，以保证AGC对储能系统的安全稳定控制，支撑储能参与电网调峰、调频等辅助服务。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
本发明提供了一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，包括：
获取储能系统上送的SOC的量测值；
对当前量测值的质量码进行校验并判断是否为无效量测，若是，则返回异常信息“储能系统上送SOC值无效”，并中止校验；
若否，则判断当前量测值是否越限，若越限，则返回异常信息“储能系统上送SOC值越限”，并中止校验；
若未越限，则根据连续多个间隔的量测值判断当前测量值是否存在跳变，若存在跳变，则返回异常信息“储能系统上送SOC值跳变”，并中止校验；
若不存在跳变，则判断当前间隔的量测值是否合理，若不合理，则返回异常信息“储能系统上送SOC值异常”，并中止校验；
若合理，则校验通过。
优选的，所述对当前量测值的质量码进行校验并判断是否为无效量测包括：若储能系统上送的量测值带有不良质量标志时，判断量测值为无效量测。
优选的，所述判断当前量测值是否越限包括：
判断储能系统上送的量测值是否超出SOC上下限的范围；
其中，SOC上下限的获取包括：
获取储能系统场站端上送的SOC上限值SOCmax_set和SOC下限值SOCmin_set；
判断SOC上限值SOCmax_set和SOC下限值SOCmin_set是否为无效量测，
若SOC上限值SOCmax_set为无效量测，则令SOCmax_set＝SOCmax，并返回异常信息“SOC上限值SOCmax_set无效”；若SOC上限值SOCmax_set为有效量测，则SOCmax_set不变；
若SOC下限值SOCmin_set为无效量测，则令SOCmin_set＝SOCmin，并返回异常信息：“SOC下限值SOCmin_set无效”；若SOC下限值SOCmin_set为有效量测，则SOCmin_set不变；
确定最终的SOCmax_set和SOCmin_set为SOC上下限；
其中，SOCmax和SOCmin分别为储能系统中预设的SOC能达到的最高限值和最低限值。
优选的，所述判断SOC上限值SOCmax_set和SOC下限值SOCmin_set是否为无效量测包括：
若SOC上限值SOCmax_set超出预设的正常范围值，判断SOCmax_set为无效量测；
若SOC下限值SOCmin_set超出预设的正常范围值，判断SOCmin_set为无效量测。
优选的，所述根据连续多个间隔的量测值判断当前测量值是否存在跳变包括：
将连续多个间隔的储能系统上送的SOC的量测值作差，其表达式如下：
ΔSOC1＝SOC1-SOC0
ΔSOC2＝SOC2-SOC1
Figure BDA0003261064790000041
ΔSOCn＝SOCn-SOCn-1
其中，SOCn为第n个间隔储能系统上送的SOC的量测值，ΔSOCn为第n个间隔SOC的量测值的变化量，n表示间隔的个数；
计算获取每个间隔SOC的量测值的变化量的平均值
Figure BDA0003261064790000051
其表达式如下：
Figure BDA0003261064790000052
计算获取n个间隔周期内SOC的量测值的变化量的方差S，其表示如下：
Figure BDA0003261064790000053
判断SOC的量测值的变化量的方差S是否超过预设的最大允许方差σ，若超出，则当前量测值存在跳变，若未超出，则当前量测值不存在跳变。
优选的，所述判断当前间隔的量测值是否合理包括：
根据当前间隔上一时刻的储能系统上送的SOC的量测值SOCt-1，计算当前间隔SOC的实际值SOCt，其表达式如下：
储能系统放电时：
Figure BDA0003261064790000054
储能系统充电时：
Figure BDA0003261064790000055
基于SOC的实际值SOCt确定误差范围内的SOC合理上下限SOCmax_dev和SOCmin_dev，其表达式如下：
SOCmax_dev＝SOCt+SOCt·δ％
SOCmin_dev＝SOCt-SOCt·δ％
其中，μ为储能系统能量转换效率，δ％为预设的允许误差，Ebess为储能系统额定容量，P为AGC下发给储能系统的有功功率实际值，Δt为当前间隔两个时刻的时间差；
判断当前间隔的量测值是否超出SOC合理上下限SOCmax_dev和SOCmin_dev
若是，则量测值不合理，若否，则量测值合理。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明提供了一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，设置AGC模型中储能系统SOC安全校验所需参数，然后获取储能系统上送量测数据，并通过质量码校验判断无效量测，之后对储能系统上送SOC数据进行判定，首先判断SOC实测值是否越限，然后依据连续多个间隔量测值判断当前实时量测值是否存在跳变，最后对上送有效量测数据进行分析计算，确定SOC对应误差范围，判断当前SOC实测值是否合理。本发明通过对储能系统上送AGC的SOC数据进行安全校验，保证储能上送SOC值正确合理，以保证AGC对储能系统的安全稳定控制，支撑储能参与电网调峰、调频等辅助服务。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本实施例提供了一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，包括以下步骤：
获取储能系统上送的SOC的量测值；
对当前量测值的质量码进行校验并判断是否为无效量测，若是，则返回异常信息“储能系统上送SOC值无效”，并中止校验；
若否，则判断当前量测值是否越限，若越限，则返回异常信息“储能系统上送SOC值越限”，并中止校验；
若未越限，则根据连续多个间隔的量测值判断当前测量值是否存在跳变，若存在跳变，则返回异常信息“储能系统上送SOC值跳变”，并中止校验；
若不存在跳变，则判断当前间隔的量测值是否合理，若不合理，则返回异常信息“储能系统上送SOC值异常”，并中止校验；
若合理，则校验通过。
具体的：
(1)对当前量测值的质量码进行校验并判断是否为无效量测包括：若储能系统上送的量测值带有不良质量标志时，判断量测值为无效量测。
(2)判断当前量测值是否越限包括：
判断储能系统上送的量测值是否超出SOC上下限的范围；
其中，SOC上下限的获取包括：
获取储能系统场站端上送的SOC上限值SOCmax_set和SOC下限值SOCmin_set；
判断SOC上限值SOCmax_set和SOC下限值SOCmin_set是否为无效量测，
若SOC上限值SOCmax_set为无效量测，则令SOCmax_set＝SOCmax，并返回异常信息“SOC上限值SOCmax_set无效”；若SOC上限值SOCmax_set为有效量测，则SOCmax_set不变；
若SOC下限值SOCmin_set为无效量测，则令SOCmin_set＝SOCmin，并返回异常信息：“SOC下限值SOCmin_set无效”；若SOC下限值SOCmin_set为有效量测，则SOCmin_set不变；
确定最终的SOCmax_set和SOCmin_set为SOC上下限；
其中，SOCmax和SOCmin分别为储能系统中预设的SOC能达到的最高限值和最低限值。
(3)判断SOC上限值SOCmax_set和SOC下限值SOCmin_set是否为无效量测包括：
若SOC上限值SOCmax_set超出预设的正常范围值，判断SOCmax_set为无效量测；
若SOC下限值SOCmin_set超出预设的正常范围值，判断SOCmin_set为无效量测。
(4)根据连续多个间隔的量测值判断当前测量值是否存在跳变包括：
将连续多个间隔的储能系统上送的SOC的量测值作差，其表达式如下：
ΔSOC1＝SOC1-SOC0
ΔSOC2＝SOC2-SOC1
Figure BDA0003261064790000081
ΔSOCn＝SOCn-SOCn-1
其中，SOCn为第n个间隔储能系统上送的SOC的量测值，ΔSOCn为第n个间隔SOC的量测值的变化量，n表示间隔的个数；
计算获取每个间隔SOC的量测值的变化量的平均值
Figure BDA0003261064790000082
其表达式如下：
Figure BDA0003261064790000083
计算获取n个间隔周期内SOC的量测值的变化量的方差S，其表示如下：
Figure BDA0003261064790000091
判断SOC的量测值的变化量的方差S是否超过预设的最大允许方差σ，若超出，则当前量测值存在跳变，若未超出，则当前量测值不存在跳变。
(5)判断当前间隔的量测值是否合理包括：
根据当前间隔上一时刻的储能系统上送的SOC的量测值SOCt-1，计算当前间隔SOC的实际值SOCt，其表达式如下：
储能系统放电时：
Figure BDA0003261064790000092
储能系统充电时：
Figure BDA0003261064790000093
基于SOC的实际值SOCt确定误差范围内的SOC合理上下限SOCmax_dev和SOCmin_dev，其表达式如下：
SOCmax_dev＝SOCt+SOCt·δ％
SOCmin_dev＝SOCt-SOCt·δ％
其中，μ为储能系统能量转换效率，δ％为预设的允许误差，Ebess为储能系统额定容量，P为AGC下发给储能系统的有功功率实际值，Δt为当前间隔两个时刻的时间差；
判断当前间隔的量测值是否超出SOC合理上下限SOCmax_dev和SOCmin_dev
若是，则量测值不合理，若否，则量测值合理。
本发明公开了一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，首先设置AGC模型中储能系统SOC安全校验所需参数，然后获取储能系统上送量测数据，并通过质量码校验判断无效量测，之后对储能系统上送SOC数据进行判定，首先判断SOC实测值是否越限，然后依据连续多个间隔量测值判断当前实时量测值是否存在跳变，最后对上送有效量测数据进行分析计算，确定SOC对应误差范围，判断当前SOC实测值是否合理。本发明通过对储能系统上送AGC的SOC数据进行安全校验，保证储能上送SOC值正确合理，以保证AGC对储能系统的安全稳定控制，支撑储能参与电网调峰、调频等辅助服务。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，其特征在于，包括：
获取储能系统上送的SOC的量测值；
对当前量测值的质量码进行校验并判断是否为无效量测，若是，则返回异常信息“储能系统上送SOC值无效”，并中止校验；
若否，则判断当前量测值是否越限，若越限，则返回异常信息“储能系统上送SOC值越限”，并中止校验；
若未越限，则根据连续多个间隔的量测值判断当前测量值是否存在跳变，若存在跳变，则返回异常信息“储能系统上送SOC值跳变”，并中止校验；
若不存在跳变，则判断当前间隔的量测值是否合理，若不合理，则返回异常信息“储能系统上送SOC值异常”，并中止校验；
若合理，则校验通过。
2.根据权利要求1所述的一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，其特征在于，所述对当前量测值的质量码进行校验并判断是否为无效量测包括：若储能系统上送的量测值带有不良质量标志时，判断量测值为无效量测。
3.根据权利要求1所述的一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，其特征在于，所述判断当前量测值是否越限包括：
判断储能系统上送的量测值是否超出SOC上下限的范围；
其中，SOC上下限的获取包括：
获取储能系统场站端上送的SOC上限值SOCmax_set和SOC下限值SOCmin_set；
判断SOC上限值SOCmax_set和SOC下限值SOCmin_set是否为无效量测，
若SOC上限值SOCmax_set为无效量测，则令SOCmax_set＝SOCmax，并返回异常信息“SOC上限值SOCmax_set无效”；若SOC上限值SOCmax_set为有效量测，则SOCmax_set不变；
若SOC下限值SOCmin_set为无效量测，则令SOCmin_set＝SOCmin，并返回异常信息：“SOC下限值SOCmin_set无效”；若SOC下限值SOCmin_set为有效量测，则SOCmin_set不变；
确定最终的SOCmax_set和SOCmin_set为SOC上下限；
其中，SOCmax和SOCmin分别为储能系统中预设的SOC能达到的最高限值和最低限值。
4.根据权利要求3所述的一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，其特征在于，所述判断SOC上限值SOCmax_set和SOC下限值SOCmin_set是否为无效量测包括：
若SOC上限值SOCmax_set超出预设的正常范围值，判断SOCmax_set为无效量测；
若SOC下限值SOCmin_set超出预设的正常范围值，判断SOCmin_set为无效量测。
5.根据权利要求1所述的一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，其特征在于，所述根据连续多个间隔的量测值判断当前测量值是否存在跳变包括：
将连续多个间隔的储能系统上送的SOC的量测值作差，其表达式如下：
Figure FDA0003261064780000021
Figure FDA0003261064780000031
其中，SOCn为第n个间隔储能系统上送的SOC的量测值，ΔSOCn为第n个间隔SOC的量测值的变化量，n表示间隔的个数；
计算获取每个间隔SOC的量测值的变化量的平均值
Figure FDA0003261064780000032
其表达式如下：
Figure FDA0003261064780000033
计算获取n个间隔周期内SOC的量测值的变化量的方差S，其表示如下：
Figure FDA0003261064780000034
判断SOC的量测值的变化量的方差S是否超过预设的最大允许方差σ，若超出，则当前量测值存在跳变，若未超出，则当前量测值不存在跳变。
6.根据权利要求5所述的一种储能系统接入AGC后的SOC安全校验方法，其特征在于，所述判断当前间隔的量测值是否合理包括：
根据当前间隔上一时刻的储能系统上送的SOC的量测值SOCt-1，计算当前间隔SOC的实际值SOCt，其表达式如下：
储能系统放电时：
Figure FDA0003261064780000035
储能系统充电时：
Figure FDA0003261064780000036
基于SOC的实际值SOCt确定误差范围内的SOC合理上下限SOCmax_dev和SOCmin_dev，其表达式如下：
SOCmax_dev＝SOCt+SOCt·δ％
SOCmin_dev＝SOCt-SOCt·δ％
其中，μ为储能系统能量转换效率，δ％为预设的允许误差，Ebess为储能系统额定容量，P为AGC下发给储能系统的有功功率实际值，Δt为当前间隔两个时刻的时间差；
判断当前间隔的量测值是否超出SOC合理上下限SOCmax_dev和SOCmin_dev
若是，则量测值不合理，若否，则量测值合理。
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