[發明專利]一種火電機組儲能調頻方法及系統

有效

• 申請號: 202011307703.0
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112366759B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 謝光輝;程凌星;劉文鋒;胡靈華;張利濤;熊建英;聶志明
• 申請（專利權）人: 中國電建集團江西省電力建設有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/28;H02J3/30;H02J3/32;H02J13/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 歐陽沁

本發明提供了一種火電機組儲能調頻方法及系統，所述方法包括以下步驟：火電機組接收到AGC指令后，按照給定的功率運行，輸出功率到電網系統和廠用負荷；儲能控制器接收到AGC指令信號和DCS發送的機組出力信號，計算出儲能系統ESS需要輸出的功率；本地處理器接收測控裝置的實時電壓電流，計算出功率值，進一步計算廠用變壓器能夠承受的最大可充可放功率；儲能控制器接收本地處理器的最大可充可放值，與計算出的需要輸出的功率值進行比較，充電時取最小可充值為儲能待設定值，放電時取最小可放值為儲能待設定值；儲能控制器將計算的待設定值發送給儲能系統ESS的PCS，PCS根據指令執行充放電。

技術領域

本發明涉及火力發電技術領域，尤其涉及一種火電機組儲能調頻方法及系統。

背景技術

調頻輔助服務是維護電網穩定運行的一項重要手段，當前大多數電網中，大型火電和水電為主要調頻電源，AGC通過不斷調節機組出力來響應區域調節需求。隨著新能源并網比例的不斷增加，電網對調頻資源的品質提出了更高的要求，火電和水電機組均為旋轉機械器件，受機械慣性和旋轉摩擦的影響，制約著電網安全和電能品質的進一步提升。

儲能作為可靈活調節的優質電力存儲資源，在聯合火力發電廠參與電力市場輔助調頻時，可有效彌補火電機組因轉動慣性導致調頻響應速度慢、調節精度差的不足。近幾年，儲能聯合火電調頻引起了業界廣泛的關注，研究表明，相較于傳統的火電調頻，儲能系統在電網調頻方面具有顯著的效果。

但是儲能參與火電聯合調頻時，需要對現有電廠的通訊系統進行改造，并且重新設計一套儲能控制系統，以滿足儲能協調運行和電網調度機構的要求。目前，儲能調頻控制系統接入火電時，需要進行以下改進：1）遠程終端單元（RTU）改造，一方面需要將調度機構下達的AGC指令轉發給儲能控制系統，另一方面需要將機組出力和儲能出力信號合并后上傳給調度；2）分散控制系統（DCS）改造，新增DCS與儲能控制系統的通訊，DCS將機組調頻機組出力反饋、投入反饋、動作標志發送給儲能控制系統，儲能控制系統則將儲能系統并網連接狀態反饋；儲能系統并網功率；儲能系統輔助調峰投入反饋；儲能系統充放電狀態等發送給DCS。

發明內容

本發明第一方面提供了一種火電機組儲能調頻方法，包括以下步驟：

S1：火電機組接收到AGC指令后，按照給定的功率運行，輸出功率到電網系統和廠用負荷；

S2：儲能控制器接收到AGC指令信號和DCS發送的機組出力信號，計算出儲能系統ESS需要輸出的功率；

S3：本地處理器接收測控裝置的實時電壓電流，計算出功率值，進一步計算廠用變壓器能夠承受的最大可充可放功率；

S4：儲能控制器接收本地處理器的最大可充可放值，與計算出的需要輸出的功率值進行比較，充電時取最小可充值為儲能待設定值，放電時取最小可放值為儲能待設定值；

S5：儲能控制器將步驟S4中計算的待設定值發送給儲能系統ESS的PCS，PCS根據指令執行充放電。

其中，設定儲能控制器接收的AGC指令為Pagc，DCS發送來的機組出力值為Pm，則儲能系統ESS需要輸出的功率為Pess=|Pagc-Pm|；若Pagc-Pm0，則儲能系統ESS需要充電；若Pagc-Pm0，則儲能系統ESS需要放電。

其中，計算廠用變壓器所能承受的最大可充功率，包括：設定測控裝置監測的廠用變壓器高壓側功率為P1，儲能接入低壓側功率為P2，儲能接入并網點功率為P3，設定變壓器高壓側容量為PHmax，低壓側容量為PLmax，儲能控制器設置過載和倒送死區為Pallow；

儲能系統充電時：

儲能接入側廠用電功率Pload2 = P2 - P3；

廠用電總功率Pload1 = P1 - P3；