電力儲能系統(tǒng)的調(diào)頻方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)電光伏能源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電力儲能系統(tǒng)的調(diào)頻方法和裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，風(fēng)電、光伏等新能源的迅猛發(fā)展為儲能提供了更廣闊的應(yīng)用空間。由于風(fēng) 電、光伏固有的隨機(jī)性、波動性和間歇性，都會對系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致大 規(guī)模新能源難以滿足接入電網(wǎng)的要求，而大規(guī)模儲能技術(shù)的引入，可以實時有效地改善間 歇式電源的運行特性，提升電力系統(tǒng)的調(diào)控能力，從而可以提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性和可靠性。 然而，如何充分利用儲能電站參與大電網(wǎng)的調(diào)度運行，充分發(fā)揮其系統(tǒng)價值，成了大規(guī)模儲 能推廣迫切需要解決的技術(shù)問題。
[0003]目前，風(fēng)光儲能控制系統(tǒng)已經(jīng)具備了平滑出力、削峰填谷、跟蹤計劃、支持AGC等 四方面的控制功能，并且依托D5000統(tǒng)一平臺設(shè)計的風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)AGC和AVC控制 系統(tǒng)中，已初步設(shè)計了儲能參與調(diào)頻和調(diào)壓的功能。
[0004] 然而，現(xiàn)有的研究成果大多是針對儲能系統(tǒng)電站級控制策略的研究，如果有效地 控制儲能裝置參與到系統(tǒng)調(diào)頻中，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實施例提供了一種電力儲能系統(tǒng)的調(diào)頻方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法有效 地控制儲能裝置參與到系統(tǒng)調(diào)頻中的技術(shù)問題，該方法包括：
[0006] 確定電力機(jī)組的調(diào)頻能力；
[0007] 預(yù)測風(fēng)功率的爬坡量；
[0008] 在預(yù)測的風(fēng)功率的爬坡量大于所述調(diào)頻能力的情況下，根據(jù)所述調(diào)頻能力和所述 爬坡量確定調(diào)頻容量，并以所述調(diào)頻容量作為階躍信號調(diào)整儲能系統(tǒng)的功率輸出；
[0009] 在通過階躍信號調(diào)整儲能系統(tǒng)的功率輸出的過程中，利用頻率反饋控制調(diào)整儲能 系統(tǒng)的功率輸出量。
[0010] 在一個實施例中，確定電力機(jī)組的調(diào)頻能力，包括：
[0011] 按照以下公式計算所述調(diào)頻能力：
[0012] F_=min{d.咖}
[0013] 其中，Pragu表示調(diào)頻能力，iTx表示機(jī)組的一次調(diào)頻容量極限，表示當(dāng)前時 刻機(jī)組的備用容量，p_CTve= Pmax-Pq，Af_表示儲能系統(tǒng)所能允許的最 ;=f 大頻率偏移，心表示調(diào)差系數(shù)，n表示電力機(jī)組的數(shù)量，P mx表示機(jī)組的裝機(jī)容量，P (；表示機(jī) 組當(dāng)前時刻的有功出力。
[0014] 在一個實施例中，按照以下公式確定所述階躍信號的大?。?br>[0015] Pc_and= P w_Pregu
[0016] 其中，POT_nd表示階躍信號，P w表示預(yù)測的風(fēng)功率的爬坡量，P _表示調(diào)頻能力。
[0017] 在一個實施例中，按照以下公式確定所述儲能系統(tǒng)的功率調(diào)整量：
[0018] A P = -Kess* A f
[0019] 其中，A f表示儲能系統(tǒng)的頻率偏移，KESS表示儲能系統(tǒng)的等效頻率下垂系數(shù)。
[0020] 在一個實施例中，所述電力機(jī)組包括：水電機(jī)組或者火電機(jī)組。
[0021] 本發(fā)明實施例還提供了一種電力儲能系統(tǒng)的調(diào)頻裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法有 效地控制儲能裝置參與到系統(tǒng)調(diào)頻中的技術(shù)問題，該裝置包括：
[0022] 確定單元，用于確定電力機(jī)組的調(diào)頻能力；
[0023] 預(yù)測單元，用于預(yù)測風(fēng)功率的爬坡量；
[0024] 調(diào)整單元，用于在預(yù)測出的風(fēng)功率的爬坡量大于所述調(diào)頻能力的情況下，根據(jù)所 述調(diào)頻能力和所述爬坡量確定調(diào)頻容量，并以所述調(diào)頻容量作為階躍信號調(diào)整儲能系統(tǒng)的 功率輸出；
[0025] 反饋控制單元，用于在通過階躍信號調(diào)整儲能系統(tǒng)的功率輸出的過程中，利用頻 率反饋控制調(diào)整儲能系統(tǒng)的功率輸出量。
[0026] 在一個實施例中，所述確定單元具體用于按照以下公式計算所述調(diào)頻能力：
[0027]
[0028] 其中，P"gu表示調(diào)頻能力，裙ax表示機(jī)組的一次調(diào)頻容量極限，表示當(dāng)前時 刻機(jī)組的備用容量，，p_CTve= Pmax-Pq，Af_表示儲能系統(tǒng)所能允許的最 ^1 大頻率偏移，心表示調(diào)差系數(shù)，n表示電力機(jī)組的數(shù)量，P mx表示機(jī)組的裝機(jī)容量，P (；表示機(jī) 組當(dāng)前時刻的有功出力。
[0029] 在一個實施例中，所述調(diào)整單元具體用于按照以下公式確定所述階躍信號的大 小：
[0030] Pco_nd= P W_Pregu
[0031] 其中，POT_nd表示階躍信號，P w表示預(yù)測的風(fēng)功率的爬坡量，P _表示調(diào)頻能力。
[0032] 在一個實施例中，所述反饋控制單元具體用于按照以下公式確定所述儲能系統(tǒng)的 功率調(diào)整量：
[0033] A P = _KESS* A f
[0034] 其中，A f表不儲能系統(tǒng)的頻率偏移，KESS表不儲能系統(tǒng)的等效頻率下垂系數(shù)。
[0035] 在一個實施例中，所述電力機(jī)組包括：水電機(jī)組或者火電機(jī)組。
[0036] 在本發(fā)明實施例中，提出了一種兩階段的控制策略，在第一階段基于風(fēng)電預(yù)測信 息預(yù)估出儲能系統(tǒng)需要提供的調(diào)頻容量，并由控制器直接將其作為階躍信號下達(dá)，第二階 段利用實測的頻率反饋信息實時調(diào)整儲能系統(tǒng)的輸出功率，通過上述方法解決了現(xiàn)有技術(shù) 中無法有效地控制儲能裝置參與到系統(tǒng)調(diào)頻中的技術(shù)問題，進(jìn)一步的，由于第一階段的控 制并不依賴于反饋發(fā)生，因此通過該方法進(jìn)行控制可以有效減少頻率的穩(wěn)態(tài)偏移量，且能 夠有效提高儲能系統(tǒng)參與系統(tǒng)調(diào)頻的動態(tài)響應(yīng)速度。
【附圖說明】
[0037] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不 構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中：
[0038] 圖1是本發(fā)明實施例的電力儲能系統(tǒng)的調(diào)頻方法的方法流程圖；
[0039] 圖2是本發(fā)明實施例的儲能參與電力系統(tǒng)調(diào)頻的兩階段控制策略流程圖；
[0040] 圖3是本發(fā)明實施例的儲能系統(tǒng)的品路下垂控制策略不意圖；
[0041] 圖4是本發(fā)明實施例的仿真算例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖5是本發(fā)明實施例儲能電站不參與調(diào)頻時的仿真結(jié)果示意圖；
[0043] 圖6是本發(fā)明實施例的儲能電站采用一般的頻率反饋控制策略時的仿真結(jié)果示 意圖；
[0044] 圖7是本發(fā)明實施例的采用本申請的控制策略時的仿真結(jié)果示意圖；
[0045] 圖8是本發(fā)明實施例的電力儲能系統(tǒng)的調(diào)頻裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0046] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施方式和附圖，對 本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明用于解釋本發(fā)明，但并 不作為對本發(fā)明的限定。
[0047] 本發(fā)明實施例提供了一種電力儲能系統(tǒng)的調(diào)頻方法，如圖1所示，包括以下步驟：
[0048] 步驟101 :確定電力機(jī)組的調(diào)頻能力；
[0049] 步驟102 :預(yù)測風(fēng)功率的爬坡量；
[0050] 步驟103 :在預(yù)測的風(fēng)功率的爬坡量大于所述調(diào)頻能力的情況下，根據(jù)所述調(diào)頻 能力和所述爬坡量確定出調(diào)頻容量，并以所述調(diào)頻容量作為階躍信號調(diào)整儲能系統(tǒng)的功率 輸出；
[0051] 步驟104 :在通過階躍信號調(diào)整儲能系統(tǒng)的功率輸出的過程中，利用頻率反饋控 制調(diào)整儲能系統(tǒng)的功率輸出量。
[0052] 在上述實施例中，提出了一種兩階段的控制策略，在第一階段基于風(fēng)電預(yù)測信息 預(yù)估出儲能系統(tǒng)需要提供的調(diào)頻容量，并由控制器直接將其作為階躍信號下達(dá)，第二階段 利用實測的頻率反饋信息實時調(diào)整儲能系統(tǒng)的輸出功率，通過上述方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中 無法有效地控制儲能裝置參與到系統(tǒng)調(diào)頻中的技術(shù)問題，進(jìn)一步的，由于第一階段的控制 并不依賴于反饋發(fā)生，因此通過該方法進(jìn)行控制可以有效減少頻率的穩(wěn)態(tài)偏移量，且能夠 有效提高儲能系統(tǒng)參與系統(tǒng)調(diào)頻的動態(tài)響應(yīng)速度。
[0053] 具體的，在上述步驟101中，可以按照以下公式計算所述調(diào)頻能力：
[0054] }
[0055] 其中，Pregu表示調(diào)頻能力，禮u表示機(jī)組的一次調(diào)頻容量極限，PresCTve表示當(dāng)前時 刻機(jī)組的備用容量。
[0056] 上述的托_和可以按照以下公式確定： n
[0057] 'Pyemrve. ~PmAX Pg .? /=：1
[0058] 其中，A f_表示儲能系統(tǒng)所能允許的最大頻率偏移，K廣示調(diào)差系數(shù)，n表示電 力機(jī)組的數(shù)量，PMAX表示機(jī)組的裝機(jī)容量，P s表示機(jī)組當(dāng)前時刻的有功出力，其中，P 可 以由PMU或RTU測量得到。
[0059] 具體的，上述階躍信號，即調(diào)頻容量可以按照以下公式計算