[發明專利]一種飛輪儲能參與電網調頻控制方法及系統

在審

• 申請號: 202211247515.2
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115473247A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 洪烽;逄亞蕾;李軍;梁璐;王瑋;郝俊紅;任國瑞;房方
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/30
• 分類號: H02J3/30;H02J3/28;H02J3/38;H02J3/46;H02J7/00;H02J15/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 萬慧華

本發明涉及一種飛輪儲能參與電網調頻控制方法及系統，屬于電網技術領域，首先根據儲能電池當前荷電狀態，采用自適應邏輯推理控制器，獲得飛輪儲能系統的初始出力參考值，然后結合飛輪儲能系統的當前電量，確定一次調頻量化指標，進而根據一次調頻量化指標確定飛輪儲能系統的出力時間。本發明考慮一次調頻量化指標，進行飛輪儲能參與火電機組的控制，提高了火電?飛輪儲能聯合系統的一次調頻效果。

技術領域

本發明涉及電網技術領域，特別是涉及一種飛輪儲能參與電網調頻控制方法及系統。

背景技術

隨著新能源的發電并網占比不斷提升，如何保持電網頻率的穩定成了亟待解決的問題。當前主力調頻仍是火電調頻，但火電機組存在慣性和延遲較大等問題，響應速度較慢，無法滿足新能源的消納需求。

儲能系統具有響應速度快，效率高，壽命長等調頻優勢，在發電側增設儲能系統，輔助機組調頻，不僅可以穩定電網頻率波動，還可以參與輔助服務市場交易，提高電廠收益。

在眾多儲能技術中，飛輪儲能系統因效率高、容量大、響應快和對環境友好等優點備受重視。加入飛輪儲能對一次調頻效果有很好的改善作用。當前研究大多基于儲能對頻率的改善進行控制策略的設計，較少考慮一次調頻量化指標，而量化指標在一次調頻的考核中占重要地位。

發明內容

本發明的目的是提供一種飛輪儲能參與電網調頻控制方法及系統，以考慮一次調頻量化指標，提高火電-飛輪儲能聯合系統的一次調頻效果。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種飛輪儲能參與電網調頻控制方法，包括：

獲取一次調頻負荷擾動、火電機組當前出力和飛輪儲能系統中儲能電池當前荷電狀態；

根據所述一次調頻負荷擾動和火電機組當前出力，確定儲能一次調頻出力需求值；

根據儲能一次調頻出力需求值和所述儲能電池當前荷電狀態，采用自適應邏輯推理控制器，獲得飛輪儲能系統的初始出力參考值；

獲取飛輪儲能系統的當前電量；

根據所述當前電量和所述初始出力參考值，確定一次調頻量化指標；

根據所述一次調頻量化指標，確定飛輪儲能系統的出力時間，并按照所述出力時間限制飛輪儲能系統的出力。

可選的，根據所述一次調頻負荷擾動和火電機組當前出力，確定儲能一次調頻出力需求值，具體包括：

根據所述一次調頻負荷擾動和火電機組當前出力，利用公式P′_f＝ΔP-ΔP_g，計算儲能一次調頻出力需求值；

式中，P′_f為儲能一次調頻出力需求值，ΔP為一次調頻負荷擾動，ΔP_g為火電機組當前出力。

可選的，所述根據儲能一次調頻出力需求值和所述儲能電池當前荷電狀態，采用自適應邏輯推理控制器，獲得飛輪儲能系統的初始出力參考值，具體包括：

根據所述儲能電池當前荷電狀態，采用引入荷電狀態的Logistic回歸函數對飛輪儲能系統輸出功率進行約束控制，并利用公式計算約束控制下的儲能系統放電功率；式中，P_d為約束控制下的飛輪儲能系統放電功率，P_m為飛輪儲能系統額定功率，SOC為儲能系統當前荷電狀態，K、P、P₀、b、r分別為第一、第二、第三、第四、第五特征參數；

當0.4＜SOC≤1時，根據儲能一次調頻出力需求值，并利用公式計算飛輪儲能系統的初始出力參考值；式中，為飛輪儲能系統的初始出力參考值，P_max為儲能系統最大放電功率；