一种电力系统及其调峰调频方法技术方案

技术编号:20924647 阅读:41 留言:0更新日期:2019-04-20 11:28
本发明专利技术公开了一种电力系统及其调峰调频方法,包括如下步骤:获取电力系统的控制条件和频率变化量;根据控制条件确定电力系统中相变储热站腰荷时段最大储热量以及低谷时段的最大放热需求;根据最大储热量和最大放热需求计算电力系统的调峰容量增量;根据频率变化量中的低频信号对电力系统进行调频。通过实施本发明专利技术,针对加装相变储热站的电力系统,获取电力系统最大的调峰容量增量,由于分布式相变储热站的缓慢响应与储热容量大的特点使得其可以弥补常规调频方式的不足,可显著减少电网所需旋转备用容量,因分布式相变储热站参与调频而节省的旋转备用容量可用于电网调峰、事故备用等,能够进一步提升电力系统运行的安全性与可靠性。

A Power System and Its Peak and Frequency Regulation Method

The invention discloses a power system and its peak regulation and frequency regulation method, which comprises the following steps: obtaining the control conditions and frequency variation of the power system; determining the maximum heat storage capacity of phase change heat storage station at waist load period and the maximum heat release demand at low valley period according to the control conditions; and calculating the increment of peak regulation capacity of the power system according to the maximum heat storage capacity and the maximum heat release demand; According to the low frequency signal in frequency variation, the power system is frequency modulated. By implementing the present invention, aiming at the power system equipped with phase change heat storage station, the maximum peak-shaving capacity increment of the power system is obtained. Because of the slow response and large heat storage capacity of the distributed phase change heat storage station, it can make up for the shortcomings of the conventional frequency modulation mode, significantly reduce the rotating reserve capacity required by the power network, and save the rotating reserve due to the participation of the distributed phase change heat storage station in frequency modulation. Utilized capacity can be used for peak load regulation and accident reserve, which can further enhance the security and reliability of power system operation.

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统及其调峰调频方法
本专利技术涉及调峰调频
,具体涉及一种电力系统及其调峰调频方法。
技术介绍
近年来热电联产机组发展较快,装机容量已达3亿千瓦,占火电装机容量的近30%。2016年3月,国家发改委、能源局等联合颁布了《热电联产管理办法》,针对热电联产发展滞后问题,要求北方大中型城市热电联产集中供热率达到60%以上。随着节能减排的不断推进,我国集中供热面积仍在逐年增加,预计未来将有更多燃煤机组进行供热改造或新增热电联产机组。传统机组供热期采取“以热定电”的运行方式,调峰调频能力受限,现有热电机组通常采用增加蓄热装置的方式提高热电机组的调峰调频能力,增加的蓄热装置可以通过在不同时段储存热量和放出热量提高能源利用率,但供热和发电相互制约的现状没有改变,由于现有蓄热装置如热泵等装置中蒸汽量和流量等条件的制约,发电量和供热量之间的限制更加突出,调峰调频能力有限。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术实施例提供了一种电力系统及其调峰调频方法,以解决现有技术中蓄热装置如热泵等装置中蒸汽量和流量等条件的制约,发电量和供热量之间的限制更加突出,调峰调频能力有限的问题。本专利技术提出的技术方案如下:本专利技术实施例提供了一种电力系统的调峰调频方法,该调峰调频方法包括如下步骤:获取所述电力系统的控制条件和频率变化量;根据所述控制条件确定所述电力系统中相变储热站腰荷时段最大储热量以及低谷时段的最大放热需求;根据所述最大储热量和最大放热需求计算所述电力系统的调峰容量增量;根据所述频率变化量中的低频信号对所述电力系统进行调频。进一步地,获取所述电力系统的控制条件和频率变化量,包括:获取所述电力系统中热电机组的约束条件、相变储热站的约束条件和相变储热站的边界条件以及电力系统的频率变化量。进一步地,所述热电机组的约束条件包括:运行约束条件、爬坡率约束条件、热负荷约束条件;所述相变储热站的约束条件包括:容量约束条件、热量平衡约束条件;所述相变储热站的边界条件包括:储热容量边界条件、储热余量边界条件、最大充热功率边界条件、最大放热功率边界条件、机组热负荷需求边界条件以及下阶段调峰能力边界条件。进一步地,根据所述控制条件确定所述电力系统中相变储热站腰荷时段的最大储热量以及低谷时段的最大放热需求,包括:根据所述电力系统中热电机组的约束条件、相变储热站的约束条件和相变储热站的边界条件确定所述电力系统中相变储热站腰荷时段的最大储热量以及低谷时段的最大放热需求。进一步地,根据所述最大储热量和最大放热需求计算所述电力系统的调峰容量增量,包括:根据所述最大储热量和最大放热需求计算所述电力系统中相变储热站低谷时段向下调峰容量与尖峰时段向上调峰容量;将所述向下调峰容量与向上调峰容量相加得到所述电力系统的调峰容量增量。进一步地,根据所述频率变化量中的低频信号对所述电力系统进行调频,包括:根据所述低频信号计算功率偏差值,根据所述功率偏差值得到功率调节值;根据所述功率调节值的大小将所述功率调节值分为四个区间;根据所述功率调节值所在的区间对所述电力系统进行调频。进一步地,根据所述低频信号计算功率偏差值,根据所述功率偏差值得到功率调节值,包括:根据所述低频信号中的缓变部分计算功率偏差值,将所述功率偏差值经滤波和比例积分调节得到功率调节值。进一步地,根据所述功率调节值的大小将所述功率调节值分为四个区间,包括:根据所述功率调节值绝对值的大小,将所述功率调节值分为闭锁调节区、正常调节区、预告调节区及告急调节区。本专利技术实施例还提供一种电力系统,该电力系统包括:相变储热站、热电机组和自动发电系统,所述自动发电系统使用上述实施例任一项所述的电力系统的调峰调频方法对电力系统的热电机组进行调峰调频。本专利技术提出的技术方案,具有如下优点:本专利技术实施例提供的电力系统的调峰调频方法,针对加装分布式相变储热站的电力系统,采用自动发电系统辅助电力系统中的热电机组进行调峰调频,当热电机组产热量较大时,除了满足热负荷外,将多余的热量存储于分布式相变储热站中。当热电机组产热量不满足热负荷时,不足热量可由分布式相变储热站提供。这样通过相变储热装置可协调热电机组参与电力系统调峰,可以获得最大的调峰容量增量,同时,相变储热站可在一分钟内完成AGC调度指令,比传统机组以及电池储能等调频资源响应速度慢,可以与其他传统机组互相配合,通过AGC系统协调控制各自的出力大小,完成对电力系统的调频,达到电网频率的动态稳定,保证供电质量。本专利技术实施例提供的电力系统,通过在热电机组中加入分布式相变储热系统,由于相变储热站响应速度慢,功率吞吐能力强,且调节方向能够双向改变,与常规调频电源相结合,可作为辅助传统机组调峰的有效手段。分布式相变储热站的缓慢响应与储热容量大的特点使得其可以弥补常规调频方式的不足,可显著减少电网所需旋转备用容量,因分布式相变储热站参与调频而节省的旋转备用容量可用于电网调峰、事故备用等,能够进一步提升电力系统运行的安全性与可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的电力系统的调峰调频方法流程图;图2是根据本专利技术实施例的加装相变储热站的热电机组运行模式图;图3是根据本专利技术实施例的热电机组加装相变储热站前后的电热特性曲线图;图4是根据本专利技术实施例的电力系统的调峰调频方法流程图;图5是根据本专利技术实施例的电力系统的调峰调频方法中预告调节区相变储热站调节功率变化的曲线图;图6是根据本专利技术实施例的电力系统的调峰调频方法中不同相变储热站容量占比时PDV标准差的变化曲线图;图7是根据本专利技术实施例的电力系统的调峰调频方法中相变储热站能量不受限时PDV标准差的变化曲线图;图8是根据本专利技术实施例的电力系统的结构框图。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、完整地描述,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。本专利技术实施例提供一种电力系统的调峰调频方法,如图1所示,该调峰调频方法包括如下步骤:步骤S1:获取电力系统的控制条件和频率变化量。具体地,电力系统包括自动发电系统(AutomaticGenerationControl,AGC)以及加装有分布式相变储热站的热电机组,获取相变储热站和热电机组的控制条件,获取电网频率变化值即为频率变化量。步骤S2:根据控制条件确定电力系统中相变储热站腰荷时段最大储热量以及低谷时段的最大放热需求。具体地,为了获得最大的调峰容量增量,电力系统中相变储热站运行时需在腰荷以及峰荷时段储存热量,当电力系统中热电机组发电量处于低谷时段放出热量。步骤S3:根据最大储热量和最大放热需求计算电力系统的调峰容量增量。具体地,在确定最大储热量和最大放热需求后,根据这两个值的大小确定电力系统的调峰容量增量。步骤S4:根据频率变化量中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统的调峰调频方法,其特征在于,包括如下步骤:获取所述电力系统的控制条件和频率变化量;根据所述控制条件确定所述电力系统中相变储热站腰荷时段最大储热量以及低谷时段的最大放热需求;根据所述最大储热量和最大放热需求计算所述电力系统的调峰容量增量;根据所述频率变化量中的低频信号对所述电力系统进行调频。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统的调峰调频方法,其特征在于,包括如下步骤:获取所述电力系统的控制条件和频率变化量;根据所述控制条件确定所述电力系统中相变储热站腰荷时段最大储热量以及低谷时段的最大放热需求;根据所述最大储热量和最大放热需求计算所述电力系统的调峰容量增量;根据所述频率变化量中的低频信号对所述电力系统进行调频。2.根据权利要求1所述的电力系统的调峰调频方法,其特征在于,获取所述电力系统的控制条件和频率变化量,包括:获取所述电力系统中热电机组的约束条件、相变储热站的约束条件和相变储热站的边界条件以及电力系统的频率变化量。3.根据权利要求2所述的电力系统的调峰调频方法,其特征在于,所述热电机组的约束条件包括:运行约束条件、爬坡率约束条件、热负荷约束条件;所述相变储热站的约束条件包括:容量约束条件、热量平衡约束条件;所述相变储热站的边界条件包括:储热容量边界条件、储热余量边界条件、最大充热功率边界条件、最大放热功率边界条件、机组热负荷需求边界条件以及下阶段调峰能力边界条件。4.根据权利要求2所述的电力系统的调峰调频方法,其特征在于,根据所述控制条件确定所述电力系统中相变储热站腰荷时段的最大储热量以及低谷时段的最大放热需求,包括:根据所述电力系统中热电机组的约束条件、相变储热站的约束条件和相变储热站的边界条件确定所述电力系统中相变储热站腰荷时段的最大储热量以及低谷时段的最大放热需求。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵庆杞邓占锋杨东升徐桂芝杨岑玉胡晓张宏宇温锦李悦悦刘鑫蕊李勇波章世聪孔岩岩
申请(专利权)人:国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司全球能源互联网研究院有限公司东北大学国网辽宁省电力有限公司国家电网有限公司
类型:发明
国别省市:辽宁,21

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1