Agc系統(tǒng)中傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)配合的控制策略的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種AGC系統(tǒng)中傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)配合的控制策略，包括以下步驟：從數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)中獲得頻率偏差和聯(lián)絡(luò)線交換功率偏差，計算區(qū)域控制偏差；根據(jù)區(qū)域控制偏差計算系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求功率；將系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求功率分配給傳統(tǒng)機組，計算傳統(tǒng)機組的目標出力；計算傳統(tǒng)機組在當前AGC周期內(nèi)的最大調(diào)節(jié)能力；將剩余調(diào)節(jié)功率分配給儲能系統(tǒng)承擔；以及校核并下發(fā)指令，結(jié)束當前AGC周期。本發(fā)明有助于快速抑制電力系統(tǒng)的頻率與聯(lián)絡(luò)線交換功率的波動；可以降低電力系統(tǒng)的調(diào)頻容量需求，或者在調(diào)頻容量不變的情況下改善調(diào)頻控制效果；實現(xiàn)方法簡單，幾乎沒有增加運算量，同時對控制系統(tǒng)硬件環(huán)境要求低，不需要對現(xiàn)行的AGC系統(tǒng)做出較大的改變。
【專利說明】AGC系統(tǒng)中傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)配合的控制策略
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制(Automatic Generation Control, AGC)領(lǐng)域，一種在AGC系統(tǒng)中傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)配合的控制策略。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)的頻率是電能質(zhì)量的一項重要指標，為了維護系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，保護電力設(shè)備，系統(tǒng)頻率需要維持在相對穩(wěn)定的范圍以內(nèi)。我國的國標GB/T15945-2008規(guī)定，大型電力系統(tǒng)的頻率偏差允許范圍為頻率額定值的4%。以內(nèi)。調(diào)頻作為電力系統(tǒng)的一項重要的輔助服務(wù)，目的是調(diào)動機組出力及時跟隨負荷的短期變化，確保系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定。
[0003]近年來，在環(huán)境污染、溫室效益日益加劇，化石能源日益枯竭的大背景下，風電、太陽能等新能源的發(fā)展極其迅猛。然而，風能與太陽能出力具有間歇性、出力變化快的特點，對出力進行短期預測也較為困難。為保證系統(tǒng)的安全運行，系統(tǒng)需要更多的調(diào)頻容量(通常由傳統(tǒng)化石燃料機組提供)，使得輔助服務(wù)的采購成本提高，調(diào)頻機組的磨損加重；在部分風電穿透率較高的地區(qū)，不得不經(jīng)常進行棄風，導致清潔能源的浪費。此外，在以火電機組為主的北方地區(qū)，大量的供熱機組在冬季需要以熱定電，調(diào)節(jié)范圍嚴重受限，導致系統(tǒng)調(diào)頻容量短缺，對間歇性可再生能源的接納能力進一步下降，導致巨大的經(jīng)濟損失，不利于國家節(jié)能環(huán)保與碳減排的目標的實現(xiàn)。
[0004]與傳統(tǒng)機組相比，儲能系統(tǒng)具有爬坡率高、響應(yīng)速度快的優(yōu)勢，可以快速跟隨系統(tǒng)負荷與間歇性可再生能源出力的波動，這些特點使得儲能系統(tǒng)在調(diào)頻應(yīng)用中具有天然的性能優(yōu)勢，在調(diào)頻服務(wù)市場中具有一定競爭力，有助于緩解風電的大規(guī)模接入帶來的調(diào)頻困難，在近年來獲得了較多的關(guān)注?！皟δ芟到y(tǒng)提高間歇式電源接入能力關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)”被列入國家“863計劃”先進能源【技術(shù)領(lǐng)域】智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)(一期)重大項目課題，具有重要的研究價值。
[0005]但是，儲能系統(tǒng)的成本較高，技術(shù)尚不完全成熟，容量和電量與傳統(tǒng)機組相比仍有較大的差距，阻礙了儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用；在可以預見的一段時期內(nèi)，儲能系統(tǒng)與傳統(tǒng)機組相互配合，共同提供電力系統(tǒng)調(diào)頻服務(wù)將成為主流。但是，傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)的技術(shù)特點有顯著的區(qū)別:傳統(tǒng)機組響應(yīng)速度慢、爬坡速率有限但是調(diào)節(jié)范圍大；儲能系統(tǒng)響應(yīng)速度快、爬坡速率大但是容量和電量有限。因此，不能簡單地將儲能系統(tǒng)與傳統(tǒng)機組一視同仁，將儲能系統(tǒng)直接納入現(xiàn)行的AGC系統(tǒng)。本發(fā)明提出了一種AGC系統(tǒng)中傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)配合的控制策略，使得傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)實現(xiàn)優(yōu)勢互補，充分發(fā)揮各自的特長、規(guī)避不足，更好地完成電力系統(tǒng)調(diào)頻任務(wù)。就調(diào)研目前國內(nèi)現(xiàn)行的AGC控制策略來看，目前尚未有儲能系統(tǒng)與傳統(tǒng)機組配合參與調(diào)頻的控制策略的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種充分考慮傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)各自的特點，通過合理分配調(diào)節(jié)功率使二者揚長避短實現(xiàn)互補的AGC控制策略。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例的AGC系統(tǒng)中傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)配合的控制策略，包括以下步驟:S1.從數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)中獲得頻率偏差和聯(lián)絡(luò)線交換功率偏差，計算區(qū)域控制偏差；S2.根據(jù)所述區(qū)域控制偏差計算系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求功率；S3.將所述系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求功率分配給所述傳統(tǒng)機組，計算所述傳統(tǒng)機組的目標出力；S4.計算所述傳統(tǒng)機組在當前AGC周期內(nèi)的最大調(diào)節(jié)能力；S5.將剩余調(diào)節(jié)功率分配給所述儲能系統(tǒng)承擔；以及S6.校核并下發(fā)指令，結(jié)束當前AGC周期。
[0008]在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟SI包括:記系統(tǒng)AGC周期為T，當前周期序號為k，k為正整數(shù)，在周期k開始時，從數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)中獲得系統(tǒng)頻率偏差Af(k)與區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線交換功率偏差APtiJk)，計算區(qū)域控制偏差ACE(k):ACE (k) =B Λ f (k) + Λ Ptie (k)，其中B為系統(tǒng)頻率偏差系數(shù)，單位MW/Hz，Δ Ptie為聯(lián)絡(luò)線實際交換功率與計劃交換功率的偏差。
[0009]在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟S2包括:根據(jù)所述區(qū)域控制偏差ACE(k)通過低通濾波方式計算所述系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求功率APr:-Λ Pe (k) = α.ACE (k) + (1- α ).ACE (k_l)，其中，ct為濾波因子。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟S3包括:將系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求功率八匕按照容量比例分配給系統(tǒng)內(nèi)可用的所述傳統(tǒng)機組，設(shè)周期k中可用的傳統(tǒng)機組臺數(shù)為
n，第i臺機組的容量為&，當前出力為Pei (k)，則該機組將被分配的調(diào)節(jié)功率量為
【權(quán)利要求】
1.一種AGC系統(tǒng)中傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)配合的控制策略，其特征在于，包括以下步驟: 51.從數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)中獲得頻率偏差和聯(lián)絡(luò)線交換功率偏差，計算區(qū)域控制偏差； 52.根據(jù)所述區(qū)域控制偏差計算系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求功率； 53.將所述系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求功率分配給所述傳統(tǒng)機組，計算所述傳統(tǒng)機組的目標出力； 54.計算所述傳統(tǒng)機組在當前AGC周期內(nèi)的最大調(diào)節(jié)能力； 55.將剩余調(diào)節(jié)功率分配給所述儲能系統(tǒng)承擔；以及 56.校核并下發(fā)指令，結(jié)束當前AGC周期。
2.如權(quán)利要I所述的AGC系統(tǒng)中傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)配合的控制策略，其特征在于，所述步驟SI包括:記系統(tǒng)AGC周期為T，當前周期序號為k，k為正整數(shù)，在周期k開始時，從數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)中獲得系統(tǒng)頻率偏差Δf(k)與區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線交換功率偏差Δ Ptie (k)，計算區(qū)域控制偏差ACE (k):ACE (k) =BΔf (k) + ΔPtie (k)，其中B為系統(tǒng)頻率偏差系數(shù)，單位MW/Hz，ΔPtie為聯(lián)絡(luò)線實際交換功率與計劃交換功率的偏差。
3.如權(quán)利要2所述的AGC系統(tǒng)中傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)配合的控制策略，其特征在于，所述步驟S2包括:根據(jù)所述區(qū)域控制偏差ACE (k)通過低通濾波方式計算所述系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求功率 ΔPR:-ΔPR(k)=α·ACE(k) + (l-α).ACE(k-l)，其中，α為濾波因子。
4.如權(quán)利要3所述的AGC系統(tǒng)中傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)配合的控制策略，其特征在于，所述步驟S3包括:將系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求功率APk按照容量比例分配給系統(tǒng)內(nèi)可用的所述傳統(tǒng)機組，設(shè)周期k中可用的傳統(tǒng)機組臺數(shù)為PGi，第i臺機組的容量為PGi,當前出力為PGi (k)，則該機組將被分配的調(diào)節(jié)功率量為
5.如權(quán)利要4所述的AGC系統(tǒng)中傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)配合的控制策略，其特征在于，所述步驟S4包括:由于傳統(tǒng)機組爬坡率與響應(yīng)時間的限制，所述步驟S3該目標出力可能無法在當前周期內(nèi)達到，記機組i的上調(diào)速率為/4，下調(diào)速率為Pw，則當前周期結(jié)束時機組i可以改變的最大出力為
6.如權(quán)利要5所述的AGC系統(tǒng)中傳統(tǒng)機組與儲能系統(tǒng)配合的控制策略，其特征在于，所述步驟S5中:由所述儲能系統(tǒng)承擔的剩余調(diào)節(jié)功率的計算公式為:
【文檔編號】H02J3/46GK103441534SQ201310311091
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】張放, 謝旭, 胡澤春, 張晶, 宋永華, 施磊 申請人:清華大學, 華北電網(wǎng)有限公司