一种火/储AGC调频优化控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种火/储AGC调频优化控制方法及系统，所述方法包括依据区域电网的区域调节功率，确定AGC调频的调节里程需求方向和调节里程需求量；依据区域电网内电池储能系统的实时荷电状态所处的运行区域和所述调节里程需求方向，确定分别与各运行区域和调节里程需求方向对应的资源优先级调节策略；按照分别与调节里程需求量和资源优先级调节策略对应的预设分配策略，分配区域电网内各火电机组和电池储能系统的功率调节分配量。与现有技术相比，本发明专利技术提供的一种火/储AGC调频优化控制方法及系统，能够准确得到各火电机组和电池储能系统参与AGC调频的实际调频量。

A fire / storage AGC FM optimization control method and system

The invention provides a fire / storage AGC FM optimization control method and system. The method includes determining the range demand direction of the AGC FM and regulating the mileage demand according to the regional power regulation of the regional power grid, according to the running area and the regulation in the real-time charge state of the battery energy storage system in the regional power grid. In the direction of the process, the resource priority adjustment strategy corresponding to the running area and the regulation of the mileage demand is determined respectively. According to the presupposition allocation strategy corresponding to the regulation of the mileage demand and the resource priority adjustment strategy respectively, the power regulation and distribution of each thermal power unit and the battery energy storage system in the regional power grid are allocated. Compared with the existing technology, the invention provides a fire / storage AGC FM optimization control method and system, which can accurately obtain the actual frequency modulation of each thermal power unit and the battery energy storage system to participate in the AGC FM.

【技术实现步骤摘要】
一种火/储AGC调频优化控制方法及系统
本专利技术涉及智能电网中能量存储与转换的
，具体涉及一种火/储AGC调频优化控制方法及系统。
技术介绍
储能参与调频辅助服务为全球规模化储能示范项目中开展最多的三个应用领域之一，其参与的形式主要有独立运行和与发电厂联合运行两种。在我国现有市场条件下，储能不能作为独立载体进入电力市场，因而与火电厂联合运行提供调频服务是最可能实现的市场模式。图1为火/储AGC调频原理图，在火电厂联合储能系统运行模式下，因火电机组具有可调容量大但功率爬坡慢与跟踪精度差等特性，电池储能系统具有短时功率吞吐能力强与跟踪精度高但调节容量不足等特点，若两类调频资源优势性能与AGC(AutomaticGenerationControl，AGC)指令的幅值与持续时长特性的相适应性匹配不当，则将导致对其中一种调频源的不合理使用或两类调频源之间的能量对冲而降低火/储联合系统的整体调频能力。目前，控制火/储联合系统协调控制的主要方法是以区域电网全局角度将电网中的所有火电机组与储能系统分别等值为一类源，对其进行协调控制。但是，对于基于储能与火电厂打捆运行局部系统，这种方法不能将火电机组与储能系统分别作为单个个体进行调频控制，从而实现二者之间的协调控制。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种火/储AGC调频优化控制方法及系统。第一方面，本专利技术中一种火/储AGC调频优化控制方法的技术方案是：所述方法包括：依据区域电网的区域调节功率，确定所述AGC调频的调节里程需求方向和调节里程需求量；依据区域电网内电池储能系统的实时荷电状态所处的运行区域和所述调节里程需求方向，确定分别与所述各运行区域和调节里程需求方向对应的资源优先级调节策略；按照分别与所述调节里程需求量和资源优先级调节策略对应的预设分配策略，分配区域电网内各火电机组和电池储能系统的功率调节分配量。第二方面，本专利技术中一种火/储AGC调频优化控制系统的技术方案是：所述系统包括：里程优化数据获取模块，用于依据区域电网的区域调节功率，确定所述AGC调频的调节里程需求方向和调节里程需求量；资源优先级调节策略确定模块，用于依据区域电网内电池储能系统的实时荷电状态所处的运行区域和所述调节里程需求方向，确定分别与所述各运行区域和调节里程需求方向对应的资源优先级调节策略；功率分配模块，用于按照分别与所述调节里程需求量和资源优先级调节策略对应的预设分配策略，分配区域电网内各火电机组和电池储能系统的功率调节分配量。与最接近的现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术提供的一种火/储AGC调频优化控制方法，采用里程计算方法计算AGC调频实时的功率调节分配量，具体是：依据区域电网的区域调节功率确定AGC调频的调节里程需求方向和调节里程需求量，然后依据调节里程需求方向和电池储能系统的实时荷电状态所处的运行区域确定资源优先级调节策略，最后依据调节里程需求量和资源优先级调节策略向火电机组和电池储能系统分配功率调节分配量，即功率调节分配量与区域调节功率对应，能够准确得到各火电机组和电池储能系统参与AGC调频的实际调频量；2、本专利技术提供的一种火/储AGC调频优化控制系统，里程优化数据获取模块依据区域电网的区域调节功率确定AGC调频的调节里程需求方向和调节里程需求量，资源优先级调节策略确定模块依据调节里程需求方向和电池储能系统的实时荷电状态所处的运行区域确定资源优先级调节策略，功率分配模块依据调节里程需求量和资源优先级调节策略向火电机组和电池储能系统分配功率调节分配量，能够准确得到各火电机组和电池储能系统参与AGC调频的实际调频量。附图说明图1：火/储AGC调频原理图；图2：本专利技术实施例中一种火/储AGC调频优化控制方法实施流程图；图3：本专利技术实施例中另一种火/储AGC调频优化控制方法实施流程图；图4：本专利技术实施例中一种火/储AGC调频优化控制系统结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面分别结合附图，对本专利技术实施例提供的一种火/储AGC调频优化控制方法进行说明。本实施例中火/储AGC调频优化控制方法可以按照下述步骤实施，具体为：步骤S101：依据区域电网的区域调节功率(AreaControlError，ACE)，确定AGC调频的调节里程需求方向和调节里程需求量。步骤S102：依据区域电网内电池储能系统的实时荷电状态(StateofCharge，SoC)所处的运行区域和调节里程需求方向，确定分别与各运行区域和调节里程需求方向对应的资源优先级调节策略。步骤S103：按照分别与调节里程需求量和资源优先级调节策略对应的预设分配策略，分配区域电网内各火电机组和电池储能系统(BatteryEnergyStorageSystem，BESS)的功率调节分配量。本实施例采用里程计算方法计算AGC调频实时的功率调节分配量，具体是：依据区域电网的区域调节功率确定AGC调频的调节里程需求方向和调节里程需求量，然后依据调节里程需求方向和电池储能系统的实时荷电状态所处的运行区域确定资源优先级调节策略，最后依据调节里程需求量和资源优先级调节策略向火电机组和电池储能系统分配功率调节分配量，即功率调节分配量与区域调节功率对应，能够准确得到各火电机组和电池储能系统参与AGC调频的实际调频量。进一步地，本实施例步骤S101中确定AGC调频的调节里程需求方向可以通过判断区域调节功率值得大小确定：若区域调节功率大于零，则调节里程需求方向为上调；若区域调节功率小于零，则调节里程需求方向为下调。同时，将调节里程需求量的值设置为区域调节功率的绝对值。进一步地，本实施例步骤S102中电池储能系统的运行区域可以按照下述方法划分，具体为：若SoC≤SoCL，则实时荷电状态SoC处于过放区。若SoCL＜SoC≤SoCm，则实时荷电状态SoC处于电量下区。若SoCm＜SoC≤SoCH，则实时荷电状态SoC处于电量上区。若SoC＞SoCH，则实时荷电状态SoC处于过充区。其中，SoCL、SoCm和SoCH均为荷电状态阈值，且SoCm＝(SoCL+SoCH)/2。进一步地，本实施例步骤S102中资源优先级调节策略包括上调资源优先级调节策略和下调资源优先级调节策略。其中，上调资源优先级调节策略指的是调节里程需求方向为上调时与各运行区域对应的调节策略，包括过放区上调策略、电量下区上调策略、电量上区上调策略和过充区上调策略。下调资源优先级调节策略指的是调节里程需求方向为下调时与各运行区域对应的调节策略，包括过放区下调策略、电量下区下调策略、电量上区下调策略和过充区下调策略。本实施例中依据第i台火电机组在第t+1个AGC指令周期内的基本功率PB,i与经济运行区的位置关系，可以将电网区域内的各火电机组分为经济运行区下a类火电机组、经济运行区内b类火电机组、经济运行区上c类火电机组。然后依据第i台火电机组在第t-1个AGC指令周期内响应上调调频或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火/储AGC调频优化控制方法，其特征在于，所述方法包括：依据区域电网的区域调节功率，确定所述AGC调频的调节里程需求方向和调节里程需求量；依据区域电网内电池储能系统的实时荷电状态所处的运行区域和所述调节里程需求方向，确定分别与所述各运行区域和调节里程需求方向对应的资源优先级调节策略；按照分别与所述调节里程需求量和资源优先级调节策略对应的预设分配策略，分配区域电网内各火电机组和电池储能系统的功率调节分配量。

【技术特征摘要】
1.一种火/储AGC调频优化控制方法，其特征在于，所述方法包括：依据区域电网的区域调节功率，确定所述AGC调频的调节里程需求方向和调节里程需求量；依据区域电网内电池储能系统的实时荷电状态所处的运行区域和所述调节里程需求方向，确定分别与所述各运行区域和调节里程需求方向对应的资源优先级调节策略；按照分别与所述调节里程需求量和资源优先级调节策略对应的预设分配策略，分配区域电网内各火电机组和电池储能系统的功率调节分配量。2.如权利要求1所述的一种火/储AGC调频优化控制方法，其特征在于，所述确定调节里程需求方向包括：若所述区域调节功率大于零，则所述调节里程需求方向为上调；若所述区域调节功率小于零，则所述调节里程需求方向为下调；所述调节里程需求量的值为所述区域调节功率的绝对值。3.如权利要求1所述的一种火/储AGC调频优化控制方法，其特征在于，所述电池储能系统的实时荷电状态所处的运行区域包括过放区、电量下区、电量上区和过充区；若SoC≤SoCL，则所述实时荷电状态SoC处于过放区；若SoCL＜SoC≤SoCm，则所述实时荷电状态SoC处于电量下区；若SoCm＜SoC≤SoCH，则所述实时荷电状态SoC处于电量上区；若SoC＞SoCH，则所述实时荷电状态SoC处于过充区；其中，SoCL、SoCm和SoCH均为荷电状态阈值，且SoCm＝(SoCL+SoCH)/2。4.如权利要求1所述的一种火/储AGC调频优化控制方法，其特征在于，所述资源优先级调节策略包括上调资源优先级调节策略和下调资源优先级调节策略；所述上调资源优先级调节策略指的是调节里程需求方向为上调时与各运行区域对应的调节策略，包括过放区上调策略、电量下区上调策略、电量上区上调策略和过充区上调策略；所述下调资源优先级调节策略指的是调节里程需求方向为下调时与各运行区域对应的调节策略，包括过放区下调策略、电量下区下调策略、电量上区下调策略和过充区下调策略。5.如权利要求4所述的一种火/储AGC调频优化控制方法，其特征在于，所述过放区上调策略为控制所述区域电网内a2类火电机组、b2类火电机组、a11类火电机组、b11类火电机组、a12类火电机组和b12类火电机组依次参与第t个AGC指令周期的上调调频；其中，各类火电机组的预设调节容量为其最大可上调容量，t≥1；所述电量下区上调策略为控制所述区域电网内a2类火电机组、电池储能系统、b2类火电机组、a11类火电机组、b11类火电机组、a12类火电机组和b12类火电机组依次参与所述第t个AGC指令周期的上调调频；其中，各类火电机组的预设调节容量为其最大可上调容量，电池储能系统的预设调节容量为其全程最大可上调容量；所述电量上区上调策略和过充区上调策略为控制所述区域电网内电池储能系统、a2类火电机组、b2类火电机组、a11类火电机组、b11类火电机组、a12类火电机组和b12类火电机组依次参与所述第t个AGC指令周期的上调调频；其中，各类火电机组的预设调节容量为其最大可上调容量，电池储能系统的预设调节容量为其半程最大可上调容量；其中，a2类火电机组为处于经济运行区下且稳定运行的火电机组，b2类火电机组为处于经济运行区内且稳定运行的火电机组，a11类火电机组为处于经济运行区下并参与第t-1个AGC指令周期的上调调频后非稳定运行的火电机组，b11类火电机组为处于经济运行区内并参与第t-1个AGC指令周期的上调调频后非稳定运行的火电机组，a12类火电机组为处于经济运行区下并参与第t-1个AGC指令周期的下调调频后非稳定运行的火电机组，b12类火电机组为处于经济运行区内并参与第t-1个AGC指令周期的下调调频后非稳定运行的火电机组；所述各经济运行区为各火电机组的经济运行功率的波动范围。6.如权利要求4所述的一种火/储AGC调频优化控制方法，其特征在于，所述过放区下调策略和电量下区下调策略为控制所述区域电网内电池储能系统、c2类火电机组、b2类火电机组、c12类火电机组、b12类火电机组、c11类火电机组和b11类火电机组依次参与第t个AGC指令周期的下调调频；其中，各类火电机组的预设调节容量为其最大可下调容量，电池储能系统的预设调节容量为其半程最大可下调容量；所述电量上区下调策略为控制所述区域电网内c2类火电机组、电池储能系统、b2类火电机组、c12类火电机组、b12类火电机组、c11类火电机组和b11类火电机组依次参与所述第t个AGC指令周期的下调调频；其中，各类火电机组的预设调节容量为其最大可下调容量，电池储能系统的预设调节容量为其全程最大可下调容量；所述过充区下调策略为控制所述区域电网内c2类火电机组、b2类火电机组、c12类火电机组、b12类火电机组、c11类火电机组和b11类火电机组依次参与所述第t个AGC指令周期的下调调频；其中，各类火电机组的预设调节容量为其最大可下调容量；其中，b2类火电机组为处于经济运行区内且稳定运行的火电机组，c2类火电机组为处于经济运行区上且稳定运行的火电机组，b11类火电机组为处于经济运行区内并参与第t-1个AGC指令周期的上调调频后非稳定运行的火电机组，c11类火电机组为处于经济运行区上并参与第t-1个AGC指令周期的上调调频后非稳定运行的火电机组，b12类火电机组为处于经济运行区内并参与第t-1个AGC指令周期的下调调频后非稳定运行的火电机组，c12类火电机组为处于经济运行区上并参与第t-1个AGC指令周期的下调调频后非稳定运行的火电机组；所述各经济运行区为各火电机组的经济运行功率的波动范围。7.如权利要求5或6所述的一种火/储AGC调频优化控制方法，其特征在于，所述经济运行区的上限值Peco_max,i和下限值Peco_min,i如下式所示：其中，k为波动率且k＝10％～15％，Peco,i为各类火电机组的第i台火电机组的经济运行功率；所述各类火电机组的最大可上调容量如下式所示：其中，ΔPther_upmax,i为第i台火电机组的最大可上调容量，PB,i为第i台火电机组在第t+1个AGC指令周期内的基本功率，Preal,i为第i台火电机组的实时出力，TAGC为一个AGC指令周期的时长，Tdelay为火电机组的响应延时时间，rampupmax,i为第i台火电机组的最大向上爬爬坡速率限值；所述各类火电机组的最大可下调容量如下式所示：其中，ΔPther_downmax,i为第i台火电机组的最大可下调容量，rampdownmax,i为第i台火电机组的最大向下爬爬坡速率限值。8.如权利要求5或6所述的一种火/储AGC调频优化控制方法，其特征在于，所述电池储能系统的半程最大可上调容量ΔPmid_upmax如下式所示：所述电池储能系统的半程最大可下调容量ΔPmid_downmax如下式所示：所述电池储能系统的全程最大可上调容量ΔPbess_upmax如下式所示：所述电池储能系统的全程最大可下调容量ΔPbess_downmax如下式所示：其中，Pbess_upmax、Pbess_downmax、Pbess_real和Qe分别为电池储能系统的最大放电功率限值、最大充电功率限值、实时出力和额定电量值，TAGC为一个AGC指令周期的时长；SoCL、SoCm和SoCH均为荷电状态阈值，且SoCm＝(SoCL+SoCH)/2。9.如权利要求1所述的一种火/储AGC调频优化控制方法，其特征在于，所述按照预设分配策略分配各火电机组和电池储能系统的功率调节分配量包括：计算所述资源优先级调节策略中参与所述AGC调频的各资源对应的可调节容量上限值；所述资源包括火电机组或电池储能系统；比较所述调节里程需求量与所述各可调节容量上限值，依据比较结果确定所述资源优先级调节策略中待投入的资源；设定所述待投入的资源的功率调节分配量为所述资源优先级调节策略中待投入的资源的预设调节容量，并控制所述待投入的资源按照各自的功率调节分配量参与AGC调频。10.如权利要求9所述的一种火/储AGC调频优化控制方法，其特征在于，所述可调容量上限值如下式所示：Pj+1＝Pj+ΔPΣ(j+1)其中，Pj+1为所述资源优先级调节策略中预设的第j+1个优先级的资源对应的可调节容量上限值，j≥0；P0为调节功率死区限值；ΔPΣ(j+1)为所有第j+1个优先级的资源的预设调节容量之和；所述依据比较结果确定待投入的资源包括：若mreq≤P0，则所有资源均不投入；若Pj＜mreq≤Pj+1，则投入所述资源优先级调节策略中预设的第1～(j+1)个优先级的资源；若mreq＞PΣ且所述电池储能系统的功率分配调节量为半程最大可上调容量或半程最大可下调容量时，设定所述电池储能系统的功率分配调节量为全程最大可上调容量或全程最大可下调容量；其中，mreq为调节里程需求量，PΣ为资源优先级调节策略中所有资源的预设调节容量之和。11.如权利要求9所述的一种火/储AGC调频优化控制方法，其特征在于，所述控制待投入的资源按照各自的功率调节分配量参与AGC调频包括：所述待投入的资源包括火电机组时，控制所述待投入的资源按照各自的功率调节分配量参与AGC调频，直至里程完成率η满足限制条件；所述限制条件如下式所示：1-η≤ε其中，ε为里程完成率限值；所述里程...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨水丽，孙冰莹，惠东，李建林，侯朝勇，许守平，闫涛，刘宗歧，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11