[發明專利]一種面向電網AGC調頻的儲能系統控制策略

有效

• 申請號: 201710336243.6
• 申請日: 2017-05-13
• 公開（公告）號: CN107069789B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 李軍徽;范興凱;穆鋼;嚴干貴;邢志同
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/06;H02J3/24
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

技術領域

本發明涉及電網AGC調頻的技術領域，是一種面向電網AGC調頻的儲能系統控制策略。

背景技術

近年來，中國新能源發電得到迅猛發展，截至2016年年底，中國風電并網裝機容量達到1.5億千瓦，光伏累計裝機量7742萬千瓦，隨著新能源的發展，中國部分地區如甘肅、寧夏、新疆等新能源，包括風電/光伏的裝機占本地電源裝機比例超過了30％；大規模新能源的接入替代了部分傳統電源，減小了整個系統的慣性，嚴重威脅到電網的頻率穩定。

儲能系統具有快速充放電能力，能夠動態吸收能量并適時釋放，因此可以精確快速的響應電網的調頻指令，在提高電網新能源滲透的同時，保障電力系統安全運行，然而，由于儲能系統容量及自身運行特性的約束，極大限制儲能系統的調頻特性，從而影響了儲能系統的調控性能，因此設計合理的儲能系統響應電網AGC控制方法對高風電滲透電網的頻率調整具有重大意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，從電網AGC調頻控制的角度出發，提出一種面向電力系統AGC調控的儲能系統運行控制策略，該控制策略計及電池儲能運行周期內的安全因素，綜合考慮儲能系統的容量和功率約束，設計了應用于儲能系統參與電網AGC調頻的控制策略。

解決其技術問題采用的方案是，一種面向電網AGC調頻的儲能系統控制策略，其特征是，它包括以下步驟：

1)電池儲能參與AGC調頻的結構設計

控制區內的機組分為AGC機組和非AGC機組，AGC機組接受調度中心的實時AGC信號，自動調整機組的發電出力，而非AGC機組則按調度中心的日發電計劃調整發電出力；

電網調度中心根據系統的負荷預計、聯絡線交換計劃和機組的可用出力安排電網中所有機組的發電計劃，并下達到各電廠；

經濟調度(ED)根據超短期的負荷預計及發電機組的運行工況，按照成本最小的原則計算出各個調頻資源的基點功率和AGC分配因子，傳送給負荷頻率控制；

負荷頻率控制根據電網的頻率、聯絡線潮流及系統電鐘時差，計算得到控制區的區域控制偏差(Area Control Error，ACE)，再經濾波得到平滑的區域控制偏差(SACE)，最后根據調頻資源的運行特性及AGC分配因子計算出各個機組的AGC調節功率值，其中聯絡線功率頻率偏差控制(Tie-line Bias Frequency Control，TBC)模式下的ACE計算公式為(1)式：

ACE＝[∑P_ti-(∑I_0j-ΔI_0j)]-10B[f-(f₀+Δf_t)] (1)

式中，P_ti為控制區聯絡線j上的實際功率量測值，I_0j為控制區聯絡線j上的交易計劃功率，B為控制區的頻率響應系數，f為系統頻率實際值；f₀為系統頻率額定值，ΔI_0j為控制區償還無意交換電量而設計的交換功率偏移，Δf_t為校正時差設置的系統頻率偏移；

采用儲能系統優先的AGC分配策略，即結合儲能系統的運行狀態，將AGC調節功率優先分配給儲能系統，能夠充分發揮儲能系統優異的調頻性能，極大改善電網的頻率特性；

2)SOC分層控制策略

構建SOC分層控制策略，對儲能系統充放電功率進行實時修正，確保儲能系統具有良好工作性能；儲能系統在充放電過程中會導致儲能系統荷電狀態發生變化，其中荷電狀態的計算公式為(2)式：

式中，SOC(t)為儲能系統在t時刻的荷電狀態，Δt為采樣時間間隔，P_B為儲能系統調頻動作的功率值，E_rated為電池儲能系統的額定容量；

電池的過充過放會影響儲能系統運行的安全，為保證儲能系統的安全穩定運行，根據儲能系統的荷電狀態將調節過程分為正常調節區、預警區和歸位區；歸位區的設置可以提高儲能調頻資源的可用率，充分發揮儲能的調頻性能。設置儲能系統的上限和下限預警值分別為SOC_alert，儲能系統荷電狀態的最大最小值分別為和SOC_min；