CN117277556A - 一种用于火储联合调频的信号调节方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于火储联合调频的信号调节方法和装置，通过将接收自电网调度中心的信号调节指令分别发送至储能主控单元和调频主控单元，使得调频主控单元根据解析信号调节指令获得的调频指令调节相应火电机组，并将检测获得的发电机功率反馈给储能主控单元和电网调度中心，同时储能主控单元则综合调频指令中的系统总功率和发电机功率确定储能系统须达到的目标功率值，继而根据目标功率值调节储能系统并反馈相应储能功率至电网调度中心。本发明通过储能主控单元调节储能系统功率进而辅助火电机组的发电机达到电网调度中心发出的第一信号调节指令中的总功率，提高了功率调节的速率和精度，进而提高了系统的综合调频性能指标。

Description

一种用于火储联合调频的信号调节方法和装置

技术领域

本发明涉及储能调频技术领域，尤其涉及一种用于火储联合调频的信号调节方法和装置。

背景技术

新能源发电在我国电力系统的比重正在逐渐增加，但新能源发电具有随机性、波动性和间歇性，限制了电网对新能源发电的消纳能力，因此加强电网建设并配备灵活性电源是解决新能源发电消纳问题的主要途径。为提高电网调频能力，国家鼓励现役火电机组耦合储能进一步提高运行灵活性，为电网提供调频服务。

然而，现有技术提供的新能源EMS系统不能直接应用于火电储能调频，不能快速、精确地控制储能系统充放电功率，其储能充放电介入退出机制及动作深度不佳，在电网辅助调频市场无竞争力效益低，不适应市场规模巨大的新能源系统。

发明内容

本发明提供了一种用于火储联合调频的信号调节方法和装置，以实现火储联合调频，同时提高针对储能系统的充放电功率的控制精准性以及充放电介入退出机制的控制技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于火储联合调频的信号调节方法，包括以下步骤：

接收并将来自电网调度中心的第一信号调节指令分别发送至储能主控单元和调频主控单元；

控制所述调频主控单元解析所述第一信号调节指令，并根据解析获得的调频指令调节相应火电机组，同时检测并将所述火电机组的发电机功率反馈至所述电网调度中心和所述储能主控单元；

控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，并向所述电网调度中心反馈对应储能功率。

本发明提供的信号调节方法在系统接收到来自电网调度中心的第一信号调节指令后，将分别向储能主控单元和调频主控单元发送所述第一信号调度指令，使得以上两者均可接收到系统需要达到的总功率，同时以上两者还可以同时根据该第一信号调节指令针对相应火电机组和储能系统的功率进行调节。

控制火电机组的调频主控单元在接收并解析第一信号调节指令获得对应调频指令后，即可根据调频指令对其控制的火电机组进行相应调节并检测经过调节后火电机组的发电机功率，检测后将检测确定的发电机功率分别传输至储能主控单元和电网调度中心。一方面传输至电网调度中心可作为调度中心针对火电机组的发电机功率考核的数据参照基础，一方面传输至储能主控单元使得所述储能主控单元根据火电机组的发电机功率调整储能系统的储能功率。

在所述调频主控单元接收第一信号调节指令的同时，储能主控单元也接收并解析第一信号调节指令获得所述调频指令并确定了总功率。确定了总功率之后，储能主控单元则根据确定的总功率以及接收的来自调频主控单元发送的发电机功率计算确定储能系统需要达到的目标储能功率，并根据所述储能功率生成相应的储能调节指令调节所述储能系统，使得所述储能系统的储能功率得以达到目标储能功率。通过储能主控单元调节储能系统功率进而辅助火电机组的发电机达到电网调度中心发出的第一信号调节指令中的总功率，提高了功率调节的速率，同时由储能主控单元联合调频主控单元进行功率调节还提高了调节精度；通过调频主控单元实时发送至储能主控单元的发电机功率调整储能系统的调节操作执行时间，还精确了储能系统的响应时间，优化了储能系统功率调节的介入机制，进而还优化了综合调频性能指标。

作为优选例子，在所述控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式之前，还包括：

判断所述储能系统是否处于允许调节状态，若判断所述储能系统不处于允许调节状态，则停止对所述储能系统的调节；

若判断所述储能系统处于允许调节状态，则判断所述储能系统是否处于开启状态；

若判断所述储能系统不处于开启状态，则停止对所述储能系统的调节；

若判断所述储能系统处于开启状态，则根据预设的模式判定规则确定所述储能系统的当前模式。

在储能主控单元根据第一信号调节指令对储能系统进行调节之前，系统还将针对储能系统的实时状态进行一系列判断，进而确定储能系统是否处于允许被调节状态、开启状态以及储能系统的当前模式。通过上述一系列判断确定储能系统的当前模式和当前状态，并根据判断结果确定是否要根据第一信号调节指令对储能系统进行相应功率调节，确保了后续储能主控单元根据调频指令和发电机功率对储能系统进行调节时能顺利进行，避免出现因储能系统的实时状态不允许导致后续针对储能系统运行功率调节失败的情况，进一步提高了针对储能系统运行功率调节的成功率和准确性。

作为优选例子，所述控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，具体包括：

根据所述模式判定规则判断所述储能系统的当前模式，并根据判断结果确定所述储能调节指令；

若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为远程计划模式，则调取预设的计划功率值作为所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统；

若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为远程调度模式，则将所述调频指令作为所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统；

若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为联合调度模式，则将所述调频指令对应的指令功率值与所述发电机功率的差作为第一差值生成所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统。

为了进一步确保后续针对储能系统进行功率调节能顺利进行，以及确保储能系统当前状态满足联合调度模式的开启条件，本发明所提供的信号调节方法根据模式判定规则确定储能系统当前模式时，将对储能系统进行三项判定，更根据三项判定的结果确定后续对储能系统进行功率调节时所需要参照的功率值。通过上述三项判定最大程度提高后续针对储能系统执行的功率调节操作与储能系统的当前状态及模式的符合度，进而也提高了针对储能系统运行功率的调节准确性和实时性。

作为优选例子，所述使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，具体包括：

将所述储能调节指令中的第一差值与预设的差值阈值进行对比获得相应对比结果；

若确定所述对比结果为所述第一差值大于或等于所述差值阈值，则在响应期根据预设的第一出力功率调节所述储能系统，并在调节期根据预设的第一储能出力值调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率与所述第一差值相等；

若确定所述对比结果为所述第一差值小于所述差值阈值，则在确定经过所述响应期后，在所述调节期根据预设的第二储能出力值调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率与所述第一差值相等。

为了提高针对储能系统运行功率的调节指标，本发明提供的信号调节方法在针对储能系统进行调节之前，首先将储能调节指令中第一差值和系统预设的差值阈值进行大小对比，获得相应对比结果。

若是对比结果为第一差值大于或等于差值阈值，则说明储能系统需要执行的运行功率调节指令为大指令，则将调节操作执行期分成响应期和调节期，分别通过不同的数值对运行功率进行调节，以此提高调节精确性。

若是对比结果为第一差值小于所述差值阈值，则说明储能系统需要执行的运行功率调节指令为小指令，则在响应期不对储能系统的运行功率进行调节操作，只在调节期对储能系统进行功率调节，避免出现功率调节幅度过大导致运行功率调节失败。

作为优选例子，在所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统之后，还包括：

判断所述储能主控单元是否接收到第二信号调节指令，并根据判断结果调整所述储能主控单元的运行状态；

若判断结果为所述储能主控单元未接收到所述第二信号调节指令，则将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态；

若判断结果为所述储能主控单元接收到所述第二信号调节指令，则判断所述第二信号调节指令中的目标功率值和所述发电机功率计算获得的第二差值与第一差值的调节方向是否相同，并根据所述判断结果调节所述储能系统。

在完成了针对储能系统运行功率的调节之后，本发明所提供的信号调节方法还将根据一次信号调节后是否接收到二次信号调节指令确定后续储能系统的运行模式。若是接收到二次调节指令，则说明储能主控单元还要根据第二次接收到的信号调节指令对储能系统的运行功率进行二次调整；若是没有接收到二次调节指令，则说明储能主控单元的运行状态可被调整至空闲维护状态，进而调整电池组的充放电状态。

若是有二次信号调整指令，则在一次调整后直接确定是否存在二次调整就节省了系统返回针对储能系统当前状态进行判定的步骤，提高了系统二次信号调节指令响应速率和执行速率。同时，还可直接根据二次信号调节指令中目标功率值和发电机当前功率计算确定储能系统需要调整的第二差值，为后续根据第一差值和第二差值确定储能系统的调节方向提供数据基础。

作为优选例子，所述将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态，具体包括：

检测所述电池组的荷电状态，并分别将所述荷电状态与预设的第一荷电阈值和第二荷电阈值进行对比；

若对比结果为所述荷电状态小于等于所述第一荷电阈值，则将所述电池组的所述充放电状态调整为充电模式，直到检测确定所述荷电状态大于预设的第一标准荷电值；

若对比结果为所述荷电状态大于等于所述第二荷电阈值，则将所述电池组的所述充放电状态调整为放电模式，直到检测确定所述荷电状态小于预设的第二标准荷电值；

若对比结果为所述荷电状态大于所述第一荷电阈值且小于所述第二荷电阈值，则停止对所述电池组的调节。

若确定没有二次信号调节指令，则系统确定储能主控单元为空闲维护状态，并根据相应运行状态调整电池组的充放电状态，实现针对电池组充放电状态的自动维护。在针对电池充放电状态进行调整之前，系统将针对电池组的荷电状态进行检测，并根据检测结果对电池组充放电状态进行调整。

若检测确定电池组剩余容量过低，则需将电池组调整至充电状态，直到电池荷电状态达到电池正常运行所需的最低阈值，实现了针对电池荷电状态的充电维护；若检测确定电池组剩余容量过高，则需将电池组调整至放电状态，直到电池荷电状态达到电池正常运行所需的最高阈值，实现了针对电池荷电状态的放电维护；而若检测确定电池组剩余容量正常，则无需对电池组的充放电状态进行进一步的调整。通过上述调整实现了针对电池组荷电状态的自动维护，提高了针对储能系统性能的优化程度，同时还延长了系统电池组的使用寿命。

作为优选例子，所述根据所述判断结果调节所述储能系统，具体为：

若判断结果为所述第二差值与所述第一差值的调节方向相反，则响应于所述第二信号调节指令，控制所述储能主控单元根据所述第二信号调节指令反向调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率值与所述目标功率值相等；

若判断结果为所述第二差值与所述第一差值的调节方向相同，则响应于所述第二信号调节指令，控制所述储能主控单元根据所述第二信号调节指令正向调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率值与所述目标功率值相等。

根据二次信号调节指令确定第二差值和第一差值的调节方向是否相同，则可根据调节方向对储能系统进行二次调节，直到储能系统的当前运行功率与目标功率值相等。

相应的，本发明还提供了一种用于火储联合调频的信号调节装置，所述信号调节装置包括调节指令接收模块、火电机组调节模块和储能系统调节模块；

其中，所述调节指令接收模块用于接收并将来自电网调度中心的第一信号调节指令分别发送至储能主控单元和调频主控单元；

所述火电机组调节模块用于控制所述调频主控单元解析所述第一信号调节指令，并根据解析获得的调频指令调节相应火电机组，同时检测并将所述火电机组的发电机功率反馈至所述电网调度中心和所述储能主控单元；

所述储能系统调节模块用于控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，并向所述电网调度中心反馈对应储能功率。

作为优选例子，所述信号调节装置还包括运行状态调节模块；

其中，所述运行状态调节模块用于判断所述储能主控单元是否接收到第二信号调节指令，并根据判断结果调整所述储能主控单元的运行状态；

若判断结果为所述储能主控单元未接收到所述第二信号调节指令，则将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态；

若判断结果为所述储能主控单元接收到所述第二信号调节指令，则判断所述第二信号调节指令中的目标功率值和所述储能系统的当前功率值计算获得的第二差值与第一差值的调节方向是否相同，并根据所述判断结果调节所述储能系统。

作为优选例子，所述储能系统调节模块还包括状态判断单元；

其中，所述状态判断单元用于判断所述储能系统是否处于允许调节状态，若判断所述储能系统不处于允许调节状态，则停止对所述储能系统的调节；

若判断所述储能系统处于允许调节状态，则判断所述储能系统是否处于开启状态；

若判断所述储能系统不处于开启状态，则停止对所述储能系统的调节；

若判断所述储能系统处于开启状态，则根据预设的模式判定规则确定所述储能系统的当前模式。

附图说明

图1：为本发明提供的用于火储联合调频的信号调节方法的一种实施例的流程示意图；

图2：为本发明提供的用于火储联合调频的信号调节装置的一种实施例的结构示意图；

图3：为本发明提供的储能系统总模式架构的一种实施例的结构示意图；

图4：为本发明提供的针对储能系统电池组充放电状态判断的一种实施例的流程示意图；

图5：为本发明提供的针对二次调节指令调节方向判断的一种实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参照图1，为本发明提供的用于火储联合调频的信号调节方法的一种实施例的流程示意图，包括步骤101至步骤103，各步骤具体如下：

步骤101：接收并将来自电网调度中心的第一信号调节指令分别发送至储能主控单元和调频主控单元。

在本实施例提供的信号调节方法中，系统在接收到来自电网调度中心发送的第一信号调节指令即第一AGC调度指令之后，将分别向储能主控单元和调频主控单元发送该第一信号调度指令使得以上两者均可接收到系统需要达到的总功率，同时以上两者还可以同时根据该第一信号调节指令针对相应火电机组和储能系统的功率进行调节。

本发明实施例以调频主控单元控制下的火电机组为主，以储能主控单元控制下的储能系统为辅，以上述两者作为一个整体响应电网调度中心下发的信号调节指令即AGC调度指令。同时，以上述两者即火电机组和储能系统的出力和值即运行总功率作为出力反馈信号反馈给电网调度中心以供电网调度测进行AGC指令响应考核。

步骤102：控制所述调频主控单元解析所述第一信号调节指令，并根据解析获得的调频指令调节相应火电机组，同时检测并将所述火电机组的发电机功率反馈至所述电网调度中心和所述储能主控单元。

控制火电机组的调频主控单元在接收并解析第一信号调节指令获得对应调频指令后，即可根据调频指令对其控制的火电机组进行相应调节并检测经过调节后火电机组的发电机功率，检测后将检测确定的发电机功率分别传输至储能主控单元和电网调度中心。一方面传输至电网调度中心可作为调度中心针对火电机组的发电机功率考核的数据参照基础，一方面传输至储能主控单元使得所述储能主控单元根据火电机组的发电机功率调整储能系统的储能功率。

在本实施例中，调频主控单元在接收到信号调节指令后即根据解析确定的调频指令调节响应火电机组，然而由于发电机组按照常规过程响应AGC调节指令时存在反应时间长、响应速率慢且调节精度差的缺点，因此系统在火电机组完成一轮响应后便检测相应发电机功率并反馈给储能主控单元和电网调度中心。一方面反馈至储能主控单元是作为计算确定储能系统目标功率值的数据参考，一方面反馈给电网调度中心则是便于电网调度侧工作人员根据该反馈的发电机功率对火电机组的运行状态进行判断，进而确定火电机组中的发电机运行是否出现故障。同时，也可根据反馈的发电机功率确定火电机组针对信号调节指令的执行完整度。

步骤103：控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，并向所述电网调度中心反馈对应储能功率。

在所述调频主控单元接收第一信号调节指令的同时，储能主控单元也接收并解析第一信号调节指令获得所述调频指令并确定了总功率。确定了总功率之后，储能主控单元则根据确定的总功率以及接收的来自调频主控单元发送的发电机功率计算确定储能系统需要达到的目标储能功率，并根据所述储能功率生成相应的储能调节指令调节所述储能系统，使得所述储能系统的储能功率得以达到目标储能功率。通过储能主控单元调节储能系统功率进而辅助火电机组的发电机达到电网调度中心发出的第一信号调节指令中的总功率，提高了功率调节的速率，同时由储能主控单元联合调频主控单元进行功率调节还提高了调节精度；通过调频主控单元实时发送至储能主控单元的发电机功率调整储能系统的调节操作执行时间，还精确了储能系统的响应时间，优化了储能系统功率调节的介入机制，进而还优化了综合调频性能指标。

在本实施例所述控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式之前，还包括：

判断所述储能系统是否处于允许调节状态，若判断所述储能系统不处于允许调节状态，则停止对所述储能系统的调节；

若判断所述储能系统处于允许调节状态，则判断所述储能系统是否处于开启状态；

若判断所述储能系统不处于开启状态，则停止对所述储能系统的调节；

若判断所述储能系统处于开启状态，则根据预设的模式判定规则确定所述储能系统的当前模式。

在储能主控单元根据第一信号调节指令对储能系统进行调节之前，系统还将针对储能系统的实时状态进行一系列判断，进而确定储能系统是否处于允许被调节状态、开启状态以及储能系统的当前模式。通过上述一系列判断确定储能系统的当前模式和当前状态，并根据判断结果确定是否要根据第一信号调节指令对储能系统进行相应功率调节，确保了后续储能主控单元根据调频指令和发电机功率对储能系统进行调节时能顺利进行，避免出现因储能系统的实时状态不允许导致后续针对储能系统运行功率调节失败的情况，进一步提高了针对储能系统运行功率调节的成功率和准确性。

在本实施例中，针对储能系统当前运行状态的判断还包括针对储能箱的投运许可的判断，若是储能箱的投运许可为允许，则判断储能箱是否处于开启状态，并对判断为开启状态的储能箱进行相应目标功率的调度；若是储能箱的投运许可判断为不允许或是投运许可判断为允许但是储能箱开启状态判断为关闭，则将相应储能箱排除出进行目标功率调度的储能箱列表之外。

示例性的，本实施例所述控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，具体包括：

根据所述模式判定规则判断所述储能系统的当前模式，并根据判断结果确定所述储能调节指令；

若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为远程计划模式，则调取预设的计划功率值作为所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统；

若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为远程调度模式，则将所述调频指令作为所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统；

若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为联合调度模式，则将所述调频指令对应的指令功率值与所述发电机功率的差作为第一差值生成所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统。

为了进一步确保后续针对储能系统进行功率调节能顺利进行，以及确保储能系统当前状态满足联合调度模式的开启条件，本发明实施例所提供的信号调节方法根据模式判定规则确定储能系统当前模式时，将对储能系统进行三项判定，更根据三项判定的结果确定后续对储能系统进行功率调节时所需要参照的功率值。通过上述三项判定最大程度提高后续针对储能系统执行的功率调节操作与储能系统的当前状态及模式的符合度，进而也提高了针对储能系统运行功率的调节准确性和实时性。

示例性的，本实施例所述储能系统的当前模式如图3所示，图3为本发明提供的储能系统总模式架构的一种实施例的结构示意图。其中，储能系统即储能EMS系统的控制模式包括调度日历、本地模式、远程调度模式和附加模式四种。

所述调度日历为储能主控单元针对储能系统当前模式进行判断进而对储能系统执行相应指令的日程记录。

所述本地模式包括定时模式、峰谷模式、风光消纳模式、充电宝模式和UPS模式，以上模式为储能EMS系统在未接收到远程信号调节指令时自动运行的本地模式。

所述远程调度模式包括远程DI模式、远程实时模式和远程计划模式。其中远程DI模式为将针对储能系统的调度权转移至外部处理；远程实时模式还包括本实施例所述远程调度模式和联合调度模式，即根据接收的信号调节指令对储能系统的运行功率进行相应调节并反馈相应储能功率至电网调度中心；远程计划模式则是本实施例所述远程计划模式，即调取预设的计划功率值调节储能系统的运行功率并反馈相应储能功率至电网调度中心。由此可见，图3中的远程调度模式中的远程计划模式和远程实施模式所涉及的执行主体均包括了储能系统本身以及电站。

示例性的，本实施例所述使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，具体包括：

将所述储能调节指令中的第一差值与预设的差值阈值进行对比获得相应对比结果；

若确定所述对比结果为所述第一差值大于或等于所述差值阈值，则在响应期根据预设的第一出力功率调节所述储能系统，并在调节期根据预设的第一储能出力值调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率与所述第一差值相等；

若确定所述对比结果为所述第一差值小于所述差值阈值，则在确定经过所述响应期后，在所述调节期根据预设的第二储能出力值调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率与所述第一差值相等。

为了提高针对储能系统运行功率的调节指标，本发明提供的信号调节方法在针对储能系统进行调节之前，首先将储能调节指令中第一差值和系统预设的差值阈值进行大小对比，获得相应对比结果。

若是对比结果为第一差值大于或等于差值阈值，则说明储能系统需要执行的运行功率调节指令为大指令，则将调节操作执行期分成响应期和调节期，分别通过不同的数值对运行功率进行调节，以此提高调节精确性。

若是对比结果为第一差值小于所述差值阈值，则说明储能系统需要执行的运行功率调节指令为小指令，则在响应期不对储能系统的运行功率进行调节操作，只在调节期对储能系统进行功率调节，避免出现功率调节幅度过大导致运行功率调节失败。

在本实施例中，所述第一差值为储能调节指令中计算确定的所述指令功率值和发电机功率的差值。

在本实施例中，设定第一差值为|△P|，优选第一差值的差值阈值为14MW，即指令临界值，将所述储能调节指令分为大指令和小指令。

若是判断|△P|≥14MW，则判定当前的储能调节指令为大指令，则在响应期(K2)立即出力2MW(第一出力功率)，所述第一处理功率即大指令响应初期出力功率。本实施例不对该出力功率的具体数值作做进一步限定，但本实施例优选为2MW。完成一段调节后，在调节期(K1)即速率提升期按照第一储能出力值对储能系统进行调节，即按照一次函数0.4t(大指令的储能出力线性值，可设定但优选为0.4)对储能系统进行调节，即以20-30MW/min的速率升高或降低储能系统的运行功率直到运行功率达到目标死区值(目标功率值±1.2MW以内)。由于电网针对大指令的指令响应时间K1的计算规则为：起始出力响应超过5MW门槛值的时刻为起始计算时刻，达到本次调节指令70％的时刻为终止计算时刻，起始计算时刻与终止计算时刻之差大于4s时，对调节速率K1进行统计。因此，在调节期对储能系统进行调节时，只对储能系统调节10S，并在储能系统稳定运行10S后将储能系统出力调整为0，则后续功率调节的响应将依赖于火电机组增减负荷继续爬坡，而达到调频指令中指令功率值的时间取决于火电机组变负荷速率。由于后续的指令响应过程将影响该调频指令时段的调频里程的大小，因此为了避开达到调频精度计算条件，后续的指令响应过程将不参与进入调节精度K3的计算。

若是判断|△P|＜14MW，则判定当前储能调节指令为小指令，则在储能系统固有延迟3-8S后，立即出动作死区±2MW。其中，所述固有延迟为指令到储能功率输出固有延迟时间，其满足规则有效响应指令时间。然后按照一次函数0.5t(小指令的储能出力线性值，可设定但优选为0.5t)将所述储能系统的当前功率补充至第一差值，即以30MW/min的速率升高或降低储能系统的运行功率直到运行功率达到目标死区值(目标功率值±1.2MW以内)。由于电网针对小指令的指令响应时间K1的计算规则为：起始出力响应超过5MW门槛值的时刻为起始计算时刻，达到本次调节指令70％的时刻为终止计算时刻，起始计算时刻与终止计算时刻之差大于4s时，对调节速率K1进行统计。因此，直到系统的当前总功率值达到指令功率值则认为两个主控单元完成调节指令响应进入调节精度稳定期，即可进入调节精度K3计算时间，该调节精度时间计算为取55S精度计算时间。并在完成了调节精度K3的计算后，将储能系统出力调整为0，完成此次信号调节指令的执行过程。

示例性的，在本实施例所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统之后，还包括：

判断所述储能主控单元是否接收到第二信号调节指令，并根据判断结果调整所述储能主控单元的运行状态；

若判断结果为所述储能主控单元未接收到所述第二信号调节指令，则将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态；

若判断结果为所述储能主控单元接收到所述第二信号调节指令，则判断所述第二信号调节指令中的目标功率值和所述发电机功率计算获得的第二差值与第一差值的调节方向是否相同，并根据所述判断结果调节所述储能系统。

在完成了针对储能系统运行功率的调节之后，本发明实施例所提供的信号调节方法还将根据一次信号调节后是否接收到二次信号调节指令确定后续储能系统的运行模式。若是接收到二次调节指令，则说明储能主控单元还要根据第二次接收到的信号调节指令对储能系统的运行功率进行二次调整；若是没有接收到二次调节指令，则说明储能主控单元的运行状态可被调整至空闲维护状态，进而调整电池组的充放电状态。

若是有二次信号调节指令，则在一次调整后直接确定是否存在二次调整就节省了系统返回针对储能系统当前状态进行判定的步骤，提高了系统二次信号调节指令响应速率和执行速率。同时，还可直接根据二次信号调节指令中目标功率值和发电机当前功率值计算确定储能系统需要调整的第二差值，为后续根据第一差值和第二差值确定储能系统的调节方向提供数据基础。

在本实施例中，短时连续AGC指令导致的未完成指令是由于系统总功率未达到上次的AGC指令中的目标功率，因此系统当前将有新的AGC指令下发至储能主控单元。而为了更加方便、准确地计算响应此类短时指令的调节指标，本实施例在计算响应时间指标K2、调节精度指标K3和调节里程时，采取多个单一指令合并为一个单个指令的方式进行计算，其中，调节速率指标K1不进行合并计算。

因此，若判断确定存在二次指令时，则如图5所示，在控制储能系统退出当前响应状态或充放电状态后，根据所述判断结果调节所述储能系统，具体包括：

若判断结果为所述第二差值与所述第一差值的调节方向相反，则响应于所述第二信号调节指令，控制所述储能主控单元根据所述第二信号调节指令反向调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率值与所述目标功率值相等；

若判断结果为所述第二差值与所述第一差值的调节方向相同，则响应于所述第二信号调节指令，控制所述储能主控单元根据所述第二信号调节指令正向调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率值与所述目标功率值相等。

根据二次信号调节指令确定第二差值和第一差值的调节方向是否相同，则可根据调节方向对储能系统进行二次调节，直到储能系统的当前运行功率与目标功率值相等。

在本实施例中，若判定本次△P方向相反，则立即响应于该储能调节指令，针对该第二差值进行大小指令判断，并再次执行上述大小指令判断后的响应过程，并针对储能系统由当前实时出力值惯性反向按一次函数0.5t(小指令的储能出力线性值，可设定但优选为0.5t)的趋势跟踪补偿运行功率至目标功率值。

若判定本次△P方向相同，且满足以下所有条件时，系统将多个单一指令进行合并，实现多个单一指令合并成一个指令执行。其中，判断条件包括：

第一，系统响应指令增加出力的过程中，本次指令的目标功率值大于上一个指令的目标功率值，或者，系统响应指令减少出力的过程中，本次指令的目标值小于上一个指令的目标功率值；

第二，发电出力未进入上一个指令的目标死区(目标功率值±1.2MW以内)，或者，进入上一个指令目标死区但本次指令持续时间小于15秒；

第三，下发指令时刻与上一个指令时刻时间间隔小于120秒。

若判定本次△P方向相同，但不满足以上任意条件时，则立即响应于该储能调节指令，针对该第二差值进行大小指令判断，并再次执行上述大小指令判断后的响应过程，并针对储能系统由当前实时出力值惯性反向按一次函数0.5t(小指令的储能出力线性值，可设定但优选为0.5t)的趋势跟踪补偿运行功率至目标功率值。

相反的，若判断确定不存在二次指令时，则如图4所示将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态，具体包括：

检测所述电池组的荷电状态，并分别将所述荷电状态与预设的第一荷电阈值和第二荷电阈值进行对比；

若对比结果为所述荷电状态小于等于所述第一荷电阈值，则将所述电池组的所述充放电状态调整为充电模式，直到检测确定所述荷电状态大于预设的第一标准荷电值；

若对比结果为所述荷电状态大于等于所述第二荷电阈值，则将所述电池组的所述充放电状态调整为放电模式，直到检测确定所述荷电状态小于预设的第二标准荷电值；

若对比结果为所述荷电状态大于所述第一荷电阈值且小于所述第二荷电阈值，则停止对所述电池组的调节。

若确定没有二次信号调节指令，则系统确定储能主控单元为空闲维护状态，并根据相应运行状态调整电池组的充放电状态，实现针对电池组充放电状态的自动维护。在针对电池充放电状态进行调整之前，系统将针对电池组的荷电状态进行检测，并根据检测结果对电池组充放电状态进行调整。

若检测确定电池组剩余容量过低，则需将电池组调整至充电状态，直到电池荷电状态达到电池正常运行所需的最低阈值，实现了针对电池荷电状态的充电维护；若检测确定电池组剩余容量过高，则需将电池组调整至放电状态，直到电池荷电状态达到电池正常运行所需的最高阈值，实现了针对电池荷电状态的放电维护；而若检测确定电池组剩余容量正常，则无需对电池组的充放电状态进行进一步的调整。通过上述调整实现了针对电池组荷电状态的自动维护，提高了针对储能系统性能的优化程度，同时还延长了系统电池组的使用寿命。

在本实施例中，所述空闲维护状态即图4所示闲时维护期，即非考核期无新指令时，则所述储能主控单元将执行电池SOC维护策略。所述电池SOC维护策略将根据电池组SOC即本实施例所述电池组的荷电状态的大小确定其所要执行的维护策略。

当SOC≤45％即荷电状态小于等于所述第一荷电阈值时，执行充电维护策略，则确定所述电池组的可充电功率不超过AGC指令目标功率值的目标死区值下限并保留0.5MW，可充电功率大于0.5MW时，对储能系统进行充电即将所述电池组的所述充放电状态调整为充电模式，直到SOC＞50％，退出充电。

当SOC≥65％即荷电状态大于等于所述第二荷电阈值时，执行放电维护策略，则确定可放电功率不超过AGC指令目标功率值的目标死区上限并保留0.5MW，可放电功率大于0.5MW时，对储能系统进行放电即将所述电池组的所述充放电状态调整为放电模式，直到SOC＜60％，退出放电。

当45％＜SOC＜65％时，则系统将不对电池组的充放电状态进行调节。

通过上述按照指令大小以及指令间隔时长，对储能系统采取分时段变斜率控制策略，并根据现场调试运行数据对上述各类参数进行灵活优化，在后台对参数进行修改，可以实现对综合调频性能指标K值中调节速率指标K1、响应时间指标K2以及调节精度指标K3的优化，进而提高综合调频性能指标K值，使得储能系统响应输出跟踪系统的调节指令更加合理、稳定，为用户提供更加优质的系统信号调节服务，还提高了调节收益。同时，本发明实施例提供的电池SOC维护策略还实现了对电池SOC的自动维护。

为了证明K值提升的真实性，本发明实施例还提供了根据上述信号调节方法进行调节的系统的综合调频性能指标K值表，其在未采用本实施例所述信号调节方法时的K值的具体数据在0.54至0.75之间、平均为0.6。根据本实施例所述信号调节方法进行调节的系统的综合调频性能指标K值表如下表所示：

时刻	k	k1	k2	k3
					9:00	1.37	1.95	0.91	0.65
10:00	0.9	0.98	0.85	0.79
					14:00	1.09	0.4	0.6	0.63
15:00	I1.19	1 54	0.92	0.75
					16:00	0.95	1.04	0.94	0.8
19:00	1.31	1.75	0.93	0.8
					20:00	144	2.03	0.9	0.8
平均值	1.23333333	1.358333333	0.853333333	0.788

为了更好地说明本发明一种用于火储联合调频的信号调节方法和装置的工作原理与步骤流程，可以但不限于参见上文的相关记载。

相应的，如图2所示，图2为本发明提供的用于火储联合调频的信号调节装置的一种实施例的结构示意图。其中，所述信号调节装置包括调节指令接收模块201、火电机组调节模块202和储能系统调节模块203以及运行状态调节模块204。

所述调节指令接收模块201用于接收并将来自电网调度中心的第一信号调节指令分别发送至储能主控单元和调频主控单元。

所述火电机组调节模块202用于控制所述调频主控单元解析所述第一信号调节指令，并根据解析获得的调频指令调节相应火电机组，同时检测并将所述火电机组的发电机功率反馈至所述电网调度中心和所述储能主控单元。

所述储能系统调节模块203用于控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，并向所述电网调度中心反馈对应储能功率。

进一步的，所述储能系统调节模块203还包括状态判断单元，所述状态判断单元用于判断所述储能系统是否处于允许调节状态，若判断所述储能系统不处于允许调节状态，则停止对所述储能系统的调节；

若判断所述储能系统处于允许调节状态，则判断所述储能系统是否处于开启状态；若判断所述储能系统不处于开启状态，则停止对所述储能系统的调节；若判断所述储能系统处于开启状态，则根据预设的模式判定规则确定所述储能系统的当前模式。

进一步的，所述储能系统调节模块203控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，具体包括：

根据所述模式判定规则判断所述储能系统的当前模式，并根据判断结果确定所述储能调节指令；

若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为远程计划模式，则调取预设的计划功率值作为所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统；

若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为所述远程调度模式，则将所述调频指令作为所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统；

若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为联合调度模式，则将所述调频指令对应的指令功率值与所述发电机功率的差作为第一差值生成所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统。

更进一步的，所述储能系统调节模块203使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，具体包括：

将所述储能调节指令中的第一差值与预设的差值阈值进行对比获得相应对比结果；

若确定所述对比结果为所述第一差值大于或等于所述差值阈值，则在响应期根据预设的第一出力功率调节所述储能系统，并在调节期根据预设的第一储能出力值调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率与所述第一差值相等；

若确定所述对比结果为所述第一差值小于所述差值阈值，则在确定经过所述响应期后，在所述调节期根据预设的第二储能出力值调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率与所述第一差值相等。

所述运行状态调节模块204用于判断所述储能主控单元是否接收到第二信号调节指令，并根据判断结果调整所述储能主控单元的运行状态；

若判断结果为所述储能主控单元未接收到所述第二信号调节指令，则将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态；若判断结果为所述储能主控单元接收到所述第二信号调节指令，则判断所述第二信号调节指令中的目标功率值和所述储能系统的当前功率值计算获得的第二差值与第一差值的调节方向是否相同，并根据所述判断结果调节所述储能系统。

进一步的，所述运行状态调节模块204将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态，具体包括：

检测所述电池组的荷电状态，并分别将所述荷电状态与预设的第一荷电阈值和第二荷电阈值进行对比；

若对比结果为所述荷电状态小于等于所述第一荷电阈值，则将所述电池组的所述充放电状态调整为充电模式，直到检测确定所述荷电状态大于预设的第一标准荷电值；

若对比结果为所述荷电状态大于等于所述第二荷电阈值，则将所述电池组的所述充放电状态调整为放电模式，直到检测确定所述荷电状态小于预设的第二标准荷电值；

若对比结果为所述荷电状态大于所述第一荷电阈值且小于所述第二荷电阈值，则停止对所述电池组的调节。

进一步的，所述运行状态调节模块204根据所述判断结果调节所述储能系统，具体为：

若判断结果为所述第二差值与所述第一差值的调节方向相反，则响应于所述第二信号调节指令，控制所述储能主控单元根据所述第二信号调节指令反向调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率值与所述目标功率值相等；

若判断结果为所述第二差值与所述第一差值的调节方向相同，则响应于所述第二信号调节指令，控制所述储能主控单元根据所述第二信号调节指令正向调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率值与所述目标功率值相等。

综上所述，本发明实施例所提供的一种用于火储联合调频的信号调节方法和装置，通过将接收自电网调度中心的信号调节指令分别发送至储能主控单元和调频主控单元，使得调频主控单元根据解析信号调节指令获得的调频指令调节相应火电机组，并将检测获得的发电机功率反馈给储能主控单元和电网调度中心，同时储能主控单元则综合调频指令中的系统总功率和发电机功率确定储能系统需达到的目标功率值，继而根据目标功率值调节储能系统并反馈相应储能功率至电网调度中心。本发明实施例通过储能主控单元调节储能系统功率进而辅助火电机组的发电机达到电网调度中心发出的第一信号调节指令中的总功率，提高了功率调节的速率和精度，进而提高了系统的综合调频性能指标。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于火储联合调频的信号调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收并将来自电网调度中心的第一信号调节指令分别发送至储能主控单元和调频主控单元；

控制所述调频主控单元解析所述第一信号调节指令，并根据解析获得的调频指令调节相应火电机组，同时检测并将所述火电机组的发电机功率反馈至所述电网调度中心和所述储能主控单元；

控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，并向所述电网调度中心反馈对应储能功率。

2.如权利要求1所述的一种用于火储联合调频的信号调节方法，其特征在于，在所述控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式之前，还包括：

判断所述储能系统是否处于允许调节状态，若判断所述储能系统不处于允许调节状态，则停止对所述储能系统的调节；

若判断所述储能系统处于允许调节状态，则判断所述储能系统是否处于开启状态；

若判断所述储能系统不处于开启状态，则停止对所述储能系统的调节；

若判断所述储能系统处于开启状态，则根据预设的模式判定规则确定所述储能系统的当前模式。

3.如权利要求1所述的一种用于火储联合调频的信号调节方法，其特征在于，所述控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，具体包括：

根据所述模式判定规则判断所述储能系统的当前模式，并根据判断结果确定所述储能调节指令；

若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为远程计划模式，则调取预设的计划功率值作为所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统；

若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为远程调度模式，则将所述调频指令作为所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统；

若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为联合调度模式，则将所述调频指令对应的指令功率值与所述发电机功率的差作为第一差值生成所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统。

4.如权利要求1所述的一种用于火储联合调频的信号调节方法，其特征在于，所述使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，具体包括：

将所述储能调节指令中的第一差值与预设的差值阈值进行对比获得相应对比结果；

若确定所述对比结果为所述第一差值大于或等于所述差值阈值，则在响应期根据预设的第一出力功率调节所述储能系统，并在调节期根据预设的第一储能出力值调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率与所述第一差值相等；

若确定所述对比结果为所述第一差值小于所述差值阈值，则在确定经过所述响应期后，在所述调节期根据预设的第二储能出力值调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率与所述第一差值相等。

5.如权利要求1所述的一种用于火储联合调频的信号调节方法，其特征在于，在所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统之后，还包括：

判断所述储能主控单元是否接收到第二信号调节指令，并根据判断结果调整所述储能主控单元的运行状态；

若判断结果为所述储能主控单元未接收到所述第二信号调节指令，则将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态；

若判断结果为所述储能主控单元接收到所述第二信号调节指令，则判断所述第二信号调节指令中的目标功率值和所述发电机功率计算获得的第二差值与第一差值的调节方向是否相同，并根据所述判断结果调节所述储能系统。

6.如权利要求5所述的一种用于火储联合调频的信号调节方法，其特征在于，所述将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态，具体包括：

检测所述电池组的荷电状态，并分别将所述荷电状态与预设的第一荷电阈值和第二荷电阈值进行对比；

若对比结果为所述荷电状态小于等于所述第一荷电阈值，则将所述电池组的所述充放电状态调整为充电模式，直到检测确定所述荷电状态大于预设的第一标准荷电值；

若对比结果为所述荷电状态大于等于所述第二荷电阈值，则将所述电池组的所述充放电状态调整为放电模式，直到检测确定所述荷电状态小于预设的第二标准荷电值；

若对比结果为所述荷电状态大于所述第一荷电阈值且小于所述第二荷电阈值，则停止对所述电池组的调节。

7.如权利要求5所述的一种用于火储联合调频的信号调节方法，其特征在于，所述并根据所述判断结果调节所述储能系统，具体为：

若判断结果为所述第二差值与所述第一差值的调节方向相反，则响应于所述第二信号调节指令，控制所述储能主控单元根据所述第二信号调节指令反向调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率值与所述目标功率值相等；

若判断结果为所述第二差值与所述第一差值的调节方向相同，则响应于所述第二信号调节指令，控制所述储能主控单元根据所述第二信号调节指令正向调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率值与所述目标功率值相等。

8.一种用于火储联合调频的信号调节装置，其特征在于，所述信号调节装置包括调节指令接收模块、火电机组调节模块和储能系统调节模块；

其中，所述调节指令接收模块用于接收并将来自电网调度中心的第一信号调节指令分别发送至储能主控单元和调频主控单元；

所述火电机组调节模块用于控制所述调频主控单元解析所述第一信号调节指令，并根据解析获得的调频指令调节相应火电机组，同时检测并将所述火电机组的发电机功率反馈至所述电网调度中心和所述储能主控单元；

所述储能系统调节模块用于控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，并向所述电网调度中心反馈对应储能功率。

9.如权利要求8所述的一种用于火储联合调频的信号调节装置，其特征在于，所述信号调节装置还包括运行状态调节模块；

其中，所述运行状态调节模块用于判断所述储能主控单元是否接收到第二信号调节指令，并根据判断结果调整所述储能主控单元的运行状态；

若判断结果为所述储能主控单元未接收到所述第二信号调节指令，则将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态；

若判断结果为所述储能主控单元接收到所述第二信号调节指令，则判断所述第二信号调节指令中的目标功率值和所述储能系统的当前功率值计算获得的第二差值与第一差值的调节方向是否相同，并根据所述判断结果调节所述储能系统。

10.如权利要求8所述的一种用于火储联合调频的信号调节装置，其特征在于，所述储能系统调节模块还包括状态判断单元；

其中，所述状态判断单元用于判断所述储能系统是否处于允许调节状态，若判断所述储能系统不处于允许调节状态，则停止对所述储能系统的调节；

若判断所述储能系统处于允许调节状态，则判断所述储能系统是否处于开启状态；

若判断所述储能系统不处于开启状态，则停止对所述储能系统的调节；

若判断所述储能系统处于开启状态，则根据预设的模式判定规则确定所述储能系统的当前模式。