一種儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)二次頻率控制的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電網(wǎng)頻率控制技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)二次頻率控 制的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力需求的增長(zhǎng)，電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差不斷變大，對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)頻提出了更高的 要求，需要更多響應(yīng)快速的調(diào)節(jié)電源。傳統(tǒng)調(diào)頻技術(shù)中的頻率控制是通過(guò)輸出功率的快速 增減來(lái)維持發(fā)電功率與負(fù)荷需求的平衡。而發(fā)電機(jī)具有響應(yīng)慢、爬坡速率低的缺點(diǎn)，從而導(dǎo) 致:1)因爬坡慢而不能較快地實(shí)現(xiàn)調(diào)度目標(biāo)，從而快速實(shí)現(xiàn)再調(diào)度，因而不能提供所有的區(qū) 域控制誤差校正;2)因爬坡慢而無(wú)法快速改變方向，有時(shí)甚至?xí)峁┓聪蛘{(diào)節(jié)，因而發(fā)電機(jī) 有時(shí)會(huì)增加區(qū)域控制誤差。由于儲(chǔ)能系統(tǒng)具有快速的功率響應(yīng)能力，且能夠?qū)崿F(xiàn)功率的正 反雙向調(diào)節(jié)，通過(guò)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的合理控制，可W改善含風(fēng)電電力系統(tǒng)的調(diào)頻特性，具有更好 的經(jīng)濟(jì)性。但是儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)頻率控制后，需要解決與其他機(jī)組在二次調(diào)頻方面協(xié)調(diào) 配合的問(wèn)題，目前尚欠缺對(duì)運(yùn)方面的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)二次頻率控制的方法，可W很好的解 決儲(chǔ)能系統(tǒng)與其他機(jī)組在二次調(diào)頻方面協(xié)調(diào)配合的問(wèn)題。該方法包括：
[0004] 對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)電網(wǎng)頻率出現(xiàn)偏差時(shí)，按照如下方式對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn) 行控制，直至電網(wǎng)頻率不存在偏差為止：
[0005] 確定電網(wǎng)二次頻率控制需求ARR;
[0006] 確定調(diào)頻機(jī)組的二次頻率控制的參與因子，其中，所述調(diào)頻機(jī)組包括儲(chǔ)能機(jī)組、分 擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組和不分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組；
[0007] 根據(jù)電網(wǎng)二次頻率控制需求ARR和參與因子，確定調(diào)頻機(jī)組的基礎(chǔ)二次調(diào)頻指令； [000引確定分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的附加二次調(diào)頻指令；
[0009] 根據(jù)調(diào)頻機(jī)組的一次調(diào)頻指令和基礎(chǔ)二次調(diào)頻指令，確定儲(chǔ)能機(jī)組和不分擔(dān)儲(chǔ)能 機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的總調(diào)頻指令;根據(jù)調(diào)儲(chǔ)能機(jī)組和不分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā) 電機(jī)組的總調(diào)頻指令，對(duì)調(diào)儲(chǔ)能機(jī)組和不分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的有功出力進(jìn) 行調(diào)整；
[0010] 根據(jù)調(diào)頻機(jī)組的一次調(diào)頻指令、基礎(chǔ)二次調(diào)頻指令和附加二次調(diào)頻指令，確定分 擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的總調(diào)頻指令;根據(jù)分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的 總調(diào)頻指令，對(duì)分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的有功出力進(jìn)行調(diào)整。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述確定電網(wǎng)二次頻率控制需求ARR包括：
[001^ 確定區(qū)域控制偏差A(yù)CE;
[OOK]對(duì)區(qū)域控制偏差A(yù)CE進(jìn)行濾波、比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)，獲得電網(wǎng)二次頻率控制需求 ARR；
[0014]所述區(qū)域控制偏差A(yù)CE按照如下公式確定：
[001 引 A(Et= APtie,t+KAft= APtie,t+化g+Kd) Aft;
[0016] 其中，ACEt為t時(shí)刻的區(qū)域控制偏差，APtie,t為t時(shí)刻的聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)值，Κ為控 制區(qū)域的功頻靜特性系數(shù)，肪為控制區(qū)域內(nèi)調(diào)頻機(jī)組的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)，Kd為控制區(qū)域內(nèi) 負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)，Δ ft為t時(shí)刻的控制區(qū)域的頻率偏差。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)頻機(jī)組的二次頻率控制的參與因子按如下公式確定：
[001 引
[0019] 其中，PFi為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組的二次頻率控制的參與因子;Ri為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組的爬 坡速率;N為調(diào)頻機(jī)組的數(shù)量。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)頻機(jī)組的基礎(chǔ)二次調(diào)頻指令按如下公式確定：
[0021]
[0022] 其中，Δ/?.嚴(yán)'為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組在t時(shí)刻的基礎(chǔ)二次調(diào)頻指令，PF功第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組 的二次頻率控制的參與因子，ARRt為t時(shí)刻的電網(wǎng)二次頻率控制需求。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能機(jī)組和不分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的總調(diào)頻 指令按如下公式確定：
[0024]
[002引其中，為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組在t時(shí)刻的總調(diào)頻指令，為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組在t 時(shí)刻的一次調(diào)頻指令，Κι為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組的一次調(diào)頻系數(shù)；Δ ft為t時(shí)刻的控制區(qū)域的頻率 偏差。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述確定分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的附加二次調(diào)頻指 令包括：
[0027] 確定分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的二次頻率控制的參與因子；
[0028] 根據(jù)儲(chǔ)能機(jī)組的基礎(chǔ)二次調(diào)頻指令、分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的二次頻 率控制的參與因子，確定分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的附加二次調(diào)頻指令。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的附加二次調(diào)頻指令按 如下公式確定：
[0030]
'
[0031] 其中，ΔΡ''"'為第k臺(tái)分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的附加二次調(diào)頻指令， Δ/鑑為第j臺(tái)儲(chǔ)能機(jī)組的基礎(chǔ)二次調(diào)頻指令;η為調(diào)頻機(jī)組中儲(chǔ)能機(jī)組的數(shù)量;PFk'為第 k臺(tái)分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的二次頻率控制的參與因子;化為第k臺(tái)指定發(fā)電機(jī) 組的爬坡速率;m為分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的數(shù)量。
[0032] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的總調(diào)頻指令按如下公 式確定：
[0033]
[0034] 其中，為第i臺(tái)分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的總調(diào)頻指令。
[0035] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)二次頻率控制的裝置，可W很好的 解決儲(chǔ)能系統(tǒng)與其他機(jī)組在二次調(diào)頻方面協(xié)調(diào)配合的問(wèn)題。該裝置包括：
[0036] 監(jiān)控模塊，用于對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)電網(wǎng)頻率出現(xiàn)偏差時(shí)，按照如下方式 對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行控制，直至電網(wǎng)頻率不存在偏差為止：
[0037] 控制需求確定模塊，用于確定電網(wǎng)二次頻率控制需求ARR;
[0038] 參與因子確定模塊，用于確定調(diào)頻機(jī)組的頻率控制的參與因子，其中，所述調(diào)頻機(jī) 組包括儲(chǔ)能機(jī)組、分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組和不分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī) 組；
[0039] 基礎(chǔ)二次調(diào)頻指令確定模塊，用于根據(jù)電網(wǎng)二次頻率控制需求ARR和參與因子，確 定調(diào)頻機(jī)組的基礎(chǔ)二次調(diào)頻指令；
[0040] 附加二次調(diào)頻指令確定模塊，用于確定分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的附加 二次調(diào)頻指令；
[0041 ]第一總調(diào)頻指令確定模塊，用于根據(jù)調(diào)頻機(jī)組的一次調(diào)頻指令和基礎(chǔ)二次調(diào)頻指 令，確定儲(chǔ)能機(jī)組和不分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的總調(diào)頻指令；
[0042] 第一有功出力調(diào)整模塊，用于根據(jù)調(diào)儲(chǔ)能機(jī)組和不分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電 機(jī)組的總調(diào)頻指令，對(duì)調(diào)儲(chǔ)能機(jī)組和不分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的有功出力進(jìn)行 調(diào)整；
[0043] 第二總調(diào)頻指令確定模塊，用于根據(jù)調(diào)頻機(jī)組的一次調(diào)頻指令、基礎(chǔ)二次調(diào)頻指 令和附加二次調(diào)頻指令，確定分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的總調(diào)頻指令；
[0044] 第二有功出力調(diào)整模塊，用于根據(jù)分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的總調(diào)頻指 令，對(duì)分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的有功出力進(jìn)行調(diào)整。
[0045] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制需求確定模塊具體用于：
[0046] 按如下方式確定電網(wǎng)二次頻率控制需求ARR:
[0047] 確定區(qū)域控制偏差A(yù)CE;
[0048] 對(duì)區(qū)域控制偏差A(yù)CE進(jìn)行濾波、比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)，獲得電網(wǎng)二次頻率控制需求 ARR；
[0049] 所述區(qū)域控制偏差A(yù)CE按照如下公式確定：
[00加 ]ACEt = Δ Ptie, t+K Δ f t = Δ Ptie, t+ 化g+Kd ) Δ f t;
[0051] 其中，ACEt為t時(shí)刻的區(qū)域控制偏差，Δ Ptie,t為t時(shí)刻的聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)值，K為控 制區(qū)域的功頻靜特性系數(shù)，肪為控制區(qū)域內(nèi)調(diào)頻機(jī)組的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)，Kd為控制區(qū)域內(nèi) 負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)，Δ ft為t時(shí)刻的控制區(qū)域的頻率偏差。
[0052] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述參與因子確定模塊具體用于：
[0053]按如下公式確定調(diào)頻機(jī)組的二次頻率控制的參與因子：
[0化4]
[0055] 其中，PFi為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組的二次頻率控制的參與因子;Ri為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組的爬 坡速率;N為調(diào)頻機(jī)組的數(shù)量。
[0056] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述基礎(chǔ)二次調(diào)頻指令確定模塊具體用于：
[0057] 按如下公式確定調(diào)頻機(jī)組的基礎(chǔ)二次調(diào)頻指令：
[0化引
[0059] 其中，Δ貨為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組在t時(shí)刻的基礎(chǔ)二次調(diào)頻指令，PFi為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組 的二次頻率控制的參與因子，ARRt為t時(shí)刻的電網(wǎng)二次頻率控制需求。
[0060] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一總調(diào)頻指令確定模塊具體用于：
[0061] 按如下公式確定儲(chǔ)能機(jī)組和不分擔(dān)儲(chǔ)能機(jī)組調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電機(jī)組的總調(diào)頻指令：
[0062]
[006引其中，為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組在t時(shí)刻的總調(diào)頻指令，Δ/^f'為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組在t 時(shí)刻的一次調(diào)頻指令，Κι為第i臺(tái)調(diào)頻機(jī)組的一次調(diào)頻系數(shù)；Aft為t時(shí)刻的控制區(qū)域的頻率 偏差。
[0064] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述附加二次調(diào)頻指令確定模塊具體用于：
[006