[發(fā)明專利]基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的火-儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)度調(diào)頻功率分配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810345773.1
• 申請(qǐng)日: 2018-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN108521133B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金浩;亢銀柱;常瀟;雷達(dá);賈燕冰;鄭晉;陳浩;朱燕芳;趙俊屹;楊超穎;張世鋒;程雪婷;王晉川;李勝文;李慧蓬;張敏;肖瑩;楊赟磊;趙軍;劉翼肇;樊瑞;王錟;田翰臻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院;太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24;H02J3/28
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)調(diào)頻能夠改善電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性，但由于儲(chǔ)能成本影響，在確定火?儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻系統(tǒng)功率分配時(shí)需要根據(jù)系統(tǒng)調(diào)頻性能和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行優(yōu)化。本發(fā)明提供的基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的火?儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)度調(diào)頻功率分配方法，具體步驟如下：S1采用集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法將區(qū)域控制誤差信號(hào)分解成若干個(gè)固有模態(tài)函數(shù)；S2構(gòu)造時(shí)空濾波器；S3建立火?儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)頻信號(hào)分段點(diǎn)優(yōu)化模型；S4根據(jù)最優(yōu)分段點(diǎn)d值，確定ACE值分配到火?儲(chǔ)的調(diào)頻功率值。本發(fā)明所提策略，可以在提高電力系統(tǒng)調(diào)頻性能的同時(shí)，獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益，是很有實(shí)用意義的火?儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)頻信號(hào)分配策略。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及參與電力系統(tǒng)二次調(diào)頻的火-儲(chǔ)調(diào)頻功率分配的方法，具體為基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EEMD)的火-儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)度調(diào)頻功率分配方法。

技術(shù)背景

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大、大規(guī)模新能源的接入、負(fù)荷和電源隨機(jī)波動(dòng)幅值和概率的提高以及電力市場的深化，滿足負(fù)荷需求的電源結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，電網(wǎng)面臨調(diào)頻資源日益減少、頻率特性日益惡化的困境。調(diào)頻是電力系統(tǒng)輔助服務(wù)的重要組成部分，以減輕負(fù)荷不確定性和電源不確定性對(duì)系統(tǒng)頻率的影響，自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)是調(diào)頻的重要環(huán)節(jié)。火電機(jī)組本身可以參與二次調(diào)頻，但其反應(yīng)速度慢，頻繁參與AGC調(diào)節(jié)將降低發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率并增加運(yùn)行成本。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)通常具有較快的響應(yīng)速率，能夠快速跟隨功率波動(dòng)，適合于平抑電網(wǎng)的高頻波動(dòng)。然而，儲(chǔ)能的高成本問題阻礙了其應(yīng)對(duì)大的波動(dòng)的能力，且其頻繁參與電網(wǎng)調(diào)頻會(huì)對(duì)其壽命產(chǎn)生影響。因此，經(jīng)濟(jì)合理的確定調(diào)頻信號(hào)在火電機(jī)組和儲(chǔ)能之間的容量分配，對(duì)于改善電網(wǎng)頻率性能、提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性非常重要。

通常AGC調(diào)頻容量確定時(shí)會(huì)根據(jù)區(qū)域控制誤差信號(hào)(ACE)進(jìn)行分解，根據(jù)分解后的信號(hào)確定火電機(jī)組和儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)頻需求，目前常采用的ACE分解方法主要為采用傳統(tǒng)高通濾波器或低通濾波器進(jìn)行濾波的方法和離散傅里葉變換分解的方法。采用傳統(tǒng)高通濾波器或低通濾波器的方法進(jìn)行分解，會(huì)在濾波過程中產(chǎn)生延遲，這將會(huì)導(dǎo)致調(diào)頻需求不準(zhǔn)確，而且高低頻分段點(diǎn)不容易確定。采用離散傅里葉變換分解的方法只能對(duì)ACE信號(hào)進(jìn)行頻域分析，得到高低頻分量的占比，而無法得到時(shí)域?qū)?yīng)的高、低頻分量，對(duì)ACE信號(hào)(非平穩(wěn)、非線性信號(hào))缺乏局域性信息，不能有效給出某頻率成分發(fā)生的具體時(shí)間段。

對(duì)儲(chǔ)能調(diào)頻容量的確定，不僅要確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率容量，還要確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量容量，所分配給儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)頻需求越高，所需要的儲(chǔ)能系統(tǒng)容量就越大，相應(yīng)的成本就越高，反之，配置儲(chǔ)能系統(tǒng)可以使調(diào)頻性能提高，可以帶來一部分收益，故需要綜合考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本、火電機(jī)組的成本、調(diào)頻性能提高帶來的收益等因素，配置最為經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)能系統(tǒng)容量，同時(shí)得到調(diào)頻信號(hào)的最優(yōu)分配方案。

因此，對(duì)調(diào)頻需求進(jìn)行分解，并確定合適的分段點(diǎn)，確定火-儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)度調(diào)頻功率分配策略，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)功率容量和能量容量進(jìn)行合理配合，對(duì)于提高電網(wǎng)調(diào)頻性能和經(jīng)濟(jì)性是非常重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決了儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電力系統(tǒng)調(diào)頻過程中對(duì)ACE信號(hào)在儲(chǔ)能和火電機(jī)組之間分解的問題，并根據(jù)分解后的調(diào)頻需求信號(hào)及所需儲(chǔ)能容量建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，得出調(diào)頻需求的最優(yōu)分段點(diǎn)及對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能容量，提供了基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的火-儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)度調(diào)頻功率分配方法。采用該方法，可以將ACE信號(hào)分解為不同的固有模態(tài)函數(shù)(IMFs)，以經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)為優(yōu)化目標(biāo)，考慮儲(chǔ)能和火電機(jī)組成本以及調(diào)頻性能提高帶來的補(bǔ)償收益，確定最佳的儲(chǔ)能容量，最后得到最合適的高、低頻分段點(diǎn)。按該策略分配調(diào)頻信號(hào)可以同時(shí)提高電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性和獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的火-儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)頻信號(hào)分配方法，包括以下步驟：

S1：采用集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的方法將ACE數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，分解結(jié)果為式中，X(t)為t時(shí)刻原始ACE信號(hào)序列，h_i(t)為第i階固有模態(tài)函數(shù)，即IMF分量，n為分解模態(tài)的數(shù)量，r_n(t)為分解余項(xiàng)。