儲能參與電網(wǎng)二次調(diào)頻的agc控制方法及控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電網(wǎng)二次調(diào)頻領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種儲能參與電網(wǎng)二次調(diào)頻的AGC控制 方法及控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年來，風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)展迅猛，根據(jù)國家能源局最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2014 年我國風(fēng)電新增裝機容量1981萬千瓦，新增裝機容量創(chuàng)歷史新高，累計并網(wǎng)裝機容量達到 9637萬千瓦。W冀北電網(wǎng)為例，截止到2014年底，冀北電網(wǎng)并網(wǎng)風(fēng)電場62座，裝機容量 838. 8萬千瓦，同比增長18. 8%，新能源裝機容量占統(tǒng)調(diào)裝機容量的比例為42%，占比居各 省級電網(wǎng)之首，冀北電網(wǎng)新能源裝機占比已接近歐洲風(fēng)電發(fā)達國家水平。
[0003] 由于新能源發(fā)電具有隨機性、間歇性、波動性W及低抗擾性，使得新能源匯集地區(qū) 電壓控制困難，甚至?xí)﹄娋W(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻產(chǎn)生影響，因此新能源大規(guī)模接入對電力系統(tǒng)安全 穩(wěn)定的影響已不容忽略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 目前，儲能電站參與系統(tǒng)二次調(diào)頻的控制策略較少，本發(fā)明針對上述技術(shù)問題，提 出一種根據(jù)ACE(AreaControl化ror，區(qū)域控制誤差）分區(qū)理論，合理分配儲能調(diào)節(jié)量的 AGC(AutomaticGenerationControl,自動發(fā)電控制）控制方法及控制系統(tǒng)。 陽0化]本發(fā)明一方面提供了一種儲能參與電網(wǎng)二次調(diào)頻的AGC控制方法，所述儲能參與 電網(wǎng)二次調(diào)頻的AGC控制方法包括：
[0006] 根據(jù)電網(wǎng)的頻率偏差及聯(lián)絡(luò)線交換功率偏差生成電網(wǎng)的實時區(qū)域控制誤差及實 時區(qū)域控制指令；
[0007] 根據(jù)實時區(qū)域控制誤差所處的控制區(qū)間，利用所述實時區(qū)域控制指令及預(yù)設(shè)控制 邏輯分配電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量及各調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量；
[0008] 根據(jù)所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量及其初始荷電狀態(tài)確定所述電池儲能系統(tǒng)的實 時荷電狀態(tài)；
[0009] 根據(jù)所述電池儲能系統(tǒng)的實時荷電狀態(tài)及所述電池儲能系統(tǒng)的最小荷電狀態(tài)、最 大荷電狀態(tài)，確定所述電池儲能系統(tǒng)的實際調(diào)節(jié)量并輸出所述電池儲能系統(tǒng)的實際調(diào)節(jié) 量。
[0010] 在一實施例中，所述儲能參與電網(wǎng)二次調(diào)頻的AGC控制方法還包括：
[0011] 根據(jù)各所述調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量及各所述調(diào)頻機組的調(diào)差系數(shù)，確定各所述調(diào)頻機 組的實際調(diào)節(jié)量并輸出所述調(diào)頻機組的實際調(diào)節(jié)量。
[0012] 在一實施例中，根據(jù)電網(wǎng)的頻率偏差及聯(lián)絡(luò)線交換功率偏差生成電網(wǎng)的實時區(qū)域 控制誤差及實時區(qū)域控制指令，包括：
[0013] 將所述電網(wǎng)的頻率偏差與頻率偏差系數(shù)作積后再與所述聯(lián)絡(luò)線交換功率偏差求 和，W生成所述電網(wǎng)的實時區(qū)域控制誤差；
[0014] 對所述實時區(qū)域控制誤差進行比例積分調(diào)節(jié)，生成實時區(qū)域控制指令。
[0015] 在一實施例中，所述控制區(qū)間包括緊急調(diào)節(jié)區(qū)、次緊急調(diào)節(jié)區(qū)、正常調(diào)節(jié)區(qū)及死 區(qū)；利用所述實時區(qū)域控制指令及預(yù)設(shè)控制邏輯分配電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量及各調(diào)頻機組 的調(diào)節(jié)量，包括：
[0016] 當所述實時區(qū)域控制誤差處于所述緊急調(diào)節(jié)區(qū)時，分配給所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào) 節(jié)量Pee及各所述調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量AP分別為：
[0018] 當所述實時區(qū)域控制誤差處于所述次緊急調(diào)節(jié)區(qū)時，分配給所述電池儲能系統(tǒng)的 調(diào)節(jié)量Pee及各所述調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量AP分別為：
[0020] 當所述實時區(qū)域控制誤差處于所述正常調(diào)節(jié)區(qū)時，分配給所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào) 節(jié)量Pee及各所述調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量AP分別為：
[0022] 當所述實時區(qū)域控制誤差處于所述死區(qū)時，分配給所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量Pw 及各所述調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量APch分別為：
[0024]式中，Pbe為分配給電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量，MW ;P ^max、P°max分別為電池儲能系統(tǒng)的 最大充電功率和最大放電功率，MW ;ARC為電網(wǎng)的實時區(qū)域控制指令，即為完成二次調(diào)頻需 要調(diào)整的總發(fā)電總量，MW ; APch為分配給調(diào)頻機組i的調(diào)節(jié)量，MW ;R CU為調(diào)頻機組i的爬 坡速率，MW/min ;n為調(diào)頻機組的數(shù)量；P Dfgted分別為電池儲能系統(tǒng)的額定充電功率 和額定放電功率，MW ;ACEd和ACE SE分別為死區(qū)和正常調(diào)節(jié)區(qū)的邊界上限值，MW ;P eey為調(diào) 頻機組i的二次調(diào)頻備用容量，MW ;4祀、為電網(wǎng)的實時區(qū)域控制誤差，MW。
[00巧]在一實施例中，根據(jù)所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量及其初始荷電狀態(tài)確定所述電池 儲能系統(tǒng)的實時荷電狀態(tài)，包括：
[00%] 根據(jù)所述初始荷電狀態(tài)確定所述電池儲能系統(tǒng)的初始電量；
[0027] 當所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量為正值時，根據(jù)所述電池儲能系統(tǒng)的放電效率及換 流器效率獲取所述電池儲能系統(tǒng)的放電量，并將所述初始電量與所述放電量作差，W生成 所述電池儲能系統(tǒng)的實時電量；
[0028] 根據(jù)所述實時電量獲取所述電池儲能系統(tǒng)的實時荷電狀態(tài)。
[0029] 在一實施例中，根據(jù)所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量及其初始荷電狀態(tài)確定所述電池 儲能系統(tǒng)的實時荷電狀態(tài)，包括：
[0030] 根據(jù)所述初始荷電狀態(tài)確定所述電池儲能系統(tǒng)的初始電量；
[0031] 當所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量為負值時，根據(jù)所述電池儲能系統(tǒng)的充電效率及所 述換流器效率獲取所述電池儲能系統(tǒng)的充電量，并將所述初始電量與所述充電量作差，W 生成所述電池儲能系統(tǒng)的實時電量；
[0032] 根據(jù)所述實時電量獲取所述電池儲能系統(tǒng)的實時荷電狀態(tài)。
[0033] 在一實施例中，所述儲能參與電網(wǎng)二次調(diào)頻的AGC控制方法還包括：
[0034] 對所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量進行一階延時處理；
[0035] 對經(jīng)過一階延時處理的所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量進行功率限幅處理；
[0036] 對經(jīng)過功率限幅處理的所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量進行功率變化率限幅處理。
[0037] 在一實施例中，根據(jù)所述電池儲能系統(tǒng)的實時荷電狀態(tài)及所述電池儲能系統(tǒng)的最 小荷電狀態(tài)、最大荷電狀態(tài)，確定所述電池儲能系統(tǒng)的實際調(diào)節(jié)量并輸出所述實際調(diào)節(jié)量， 包括：
[0038] 當所述實時荷電狀態(tài)在（SOCmi。，SOCmJ范圍內(nèi)時，所述實際調(diào)節(jié)量為經(jīng)過功率變 化率限幅處理的所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量；
[0039] 當所述實時荷電狀態(tài)不在（SOCmm，SOCmJ范圍內(nèi)時，所述實際調(diào)節(jié)量為0 ;
[0040] 其中，SOCmm為電池儲能系統(tǒng)的最小荷電狀態(tài)，SOCm。、為電池儲能系統(tǒng)的最大荷電 狀態(tài)。
[0041] 本發(fā)明另一方便還提供了一種儲能參與電網(wǎng)二次調(diào)頻的AGC控制系統(tǒng)，所述儲能 參與電網(wǎng)二次調(diào)頻的AGC控制系統(tǒng)包括：
[0042] 誤差及指令生成單元，用于根據(jù)電網(wǎng)的頻率偏差及聯(lián)絡(luò)線交換功率偏差生成電網(wǎng) 的實時區(qū)域控制誤差及實時區(qū)域控制指令.
[0043] AGC邏輯控制單元，用于根據(jù)實時區(qū)域控制誤差所處的控制區(qū)間，利用所述實時區(qū) 域控制指令及預(yù)設(shè)控制邏輯分配電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量及各調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量；
[0044] 電池儲能系統(tǒng)，用于根據(jù)自身的初始荷電狀態(tài)及所述AGC邏輯控制單元分配的電 池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量確定所述電池儲能系統(tǒng)的實時荷電狀態(tài)，并根據(jù)所述電池儲能系統(tǒng)的 實時荷電狀態(tài)及所述電池儲能系統(tǒng)的最小荷電狀態(tài)、最大荷電狀態(tài)，確定所述電池儲能系 統(tǒng)的實際調(diào)節(jié)量并輸出所述電池儲能系統(tǒng)的實際調(diào)節(jié)量。
[0045] 在一實施例中，所述儲能參與電網(wǎng)二次調(diào)頻的AGC控制系統(tǒng)還包括：
[0046] 多個調(diào)頻機組，用于根據(jù)各所述調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量及各所述調(diào)頻機組的調(diào)差系 數(shù)，確定各所述調(diào)頻機組的實際調(diào)節(jié)量并輸出所述調(diào)頻機組的實際調(diào)節(jié)量。
[0047] 在一實施例中，所述誤差及指令生成單元包括：
[0048] 誤差生成模塊，用于將所述電網(wǎng)的頻率偏差與頻率偏差系數(shù)作積后再與聯(lián)絡(luò)線交 換功率偏差求和，W生成所述電網(wǎng)的實時區(qū)域控制誤差；
[0049] 指令生成模塊，用于對所述實時區(qū)域控制誤差進行比例積分調(diào)節(jié)，生成實時區(qū)域 控制指令。
[0050] 在一實施例中，所述控制區(qū)間包括緊急調(diào)節(jié)區(qū)、次緊急調(diào)節(jié)區(qū)、正常調(diào)節(jié)區(qū)及死 區(qū)；所述AGC邏輯控制單元包括：
[0051] 緊急調(diào)節(jié)模塊，用于當所述實時區(qū)域控制誤差處于所述緊急調(diào)節(jié)區(qū)時，分配所述 電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量Pee及各所述調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量APCe:
[0053] 次緊急調(diào)節(jié)模塊，用于當所述實時區(qū)域控制誤差處于所述次緊急調(diào)節(jié)區(qū)時，分配 所述電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量Pee及各所述調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量A P CH:
陽化5] 正常調(diào)節(jié)模塊，用于當所述實時區(qū)域控制誤差處于所述正常調(diào)節(jié)區(qū)時，分配所述 電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量Pee及各所述調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量A P CH:
[0057] 死區(qū)調(diào)節(jié)模塊，用于當所述實時區(qū)域控制誤差處于所述死區(qū)時，分配給所述電池 儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量Pee及各所述調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量A P CH:
[0059] 式中，Pbe為分配給電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)量