[發明專利]一種儲能輔助火電機組AGC調頻裝置的容量選擇方法

有效

• 申請號: 202110350522.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113078659B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 薛磊;孫鋼虎;兀鵬越;柴琦;王小輝;寇水潮;楊沛豪;張立松;賀婷;高峰;李志鵬;郭新宇;郭霞
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/28;H02J3/30;H02J3/32;H02J3/46
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種儲能輔助火電機組AGC調頻裝置的容量選擇方法。本發明針對目前功率型儲能器件造價昂貴的問題，提出一種基于高斯混合模型對調頻指令概率分布進行擬合從而獲得最優的儲能輔助火電機組AGC調頻裝置的容量選擇方法，包括功率型儲能器件和能量型儲能器件的額定功率和額定容量，可實現針對不同的調頻指令，分別調用功率型器件或能量型器件，從而達到快速響應不同調頻指令的目的，同時降低了功率型儲能器件的容量需求，達到降低工程造價的目的，有較大的應用價值。

技術領域

本發明屬于電力系統自動化技術領域，具體涉及一種儲能輔助火電機組AGC調頻裝置的容量選擇方法。

背景技術

隨著電網風能、太陽能等可再生能源比例日益增加，其間歇性和波動性的特征，給電網帶來的調頻需求日趨增長。為了消納大規模新能源電能，電網發布了調頻輔助服務市場交易細則，鼓勵電廠積極參與調頻市場，從而平抑新能源并網帶來的功率波動。

火電機組因為機組特性，其調頻性能一般與水電機組相差很多，因此在調頻市場中處于劣勢，經常需要分攤承擔調頻機組的獎勵費用。為了提高機組的調頻性能，火電機組需要配置大規模儲能技術。

先進大規模儲能技術的應用可在很大程度上解決新能源發電的隨機性和波動性問題，使間歇性的、低密度的可再生清潔能源得以廣泛、有效地利用，并且逐步成為經濟上有競爭力的電力能源。

儲能有多種技術手段，其中鋰電池儲能是目前較為成熟的儲能技術，但是鋰電池應用于火電機組AGC調頻方面存在壽命的缺陷，鋰電池在2C/100％DOD狀態下的理論壽命不超過為5000次。

為了解決鋰電池壽命不足的問題，可以配置一定比例的超級電容器。超級電容器是具有功率密度大、充電迅速、循環壽命長、工作溫度范圍寬、安全可靠、清潔環保等突出的優點，特別適合用于調頻需求。

另一方面，不同于鋰離子電池的化學儲能形式，飛輪儲能為物理儲能形式，具有充放電速度快、工作效率高、使用壽命長、維護簡單、無環境污染等優勢，適用于輔助調頻，但是飛輪儲能成本較高，目前實際工程應用較少

發明內容

本發明的目的在于針對目前超級電容器、飛輪儲能成本較高的問題，提出一種儲能輔助火電機組AGC調頻裝置的容量選擇方法，可以最大程度的減小儲能系統的容量配置需求，從而降低工程造價，保證在配置最小的儲能容量的前提下滿足電網的調頻需求。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種儲能輔助火電機組AGC調頻裝置的容量選擇方法，包括以下步驟：

1)按月統計電網調度機構M個月時間內發給火電機組的AGC調頻指令，單位為MW；

2)對調度下發的AGC調頻指令取絕對值；

3)按月統計AGC調頻指令絕對值的頻次，并形成頻次直方圖；

4)對AGC調頻指令的頻次直方圖基于高斯混合模型進行擬合，得到高斯混合分布模型為其中m為統計調頻指令的月數，m＝1,2,3,...M，k為高斯分模型的數量，π_im為第i個高斯分模型的權重，μ_im為第i個高斯分模型的均值，σ_im為第i個高斯分模型的方差；

5)令

6)如果μ_i＜μ_j，則儲能系統配置的功率型儲能器件的額定功率為μ_jMW，其額定容量為T×μ_j×π_jMWh，儲能系統配置的能量型儲能器件的額定功率為μ_iMW，其額定容量為T×μ_i×π_iMWh，T為AGC調頻指令的波動周期，單位為h。