本发明专利技术公开了一种基于储能装置抑制反调的一次调频控制系统及方法，给出功频调速系统的数学模型，分析反调振荡的原因；建立储能装置等效计算模型，实现以有功偏差量为输入信号、以恒功率为输出的控制策略；利用储能装置响应速度快、瞬时吞吐量大的特点，建立了一种新的结合储能装置的一次调频控制策略，将储能装置恒功率输出作为反馈信号输出至PID环节抑制反调振荡。算例结果验证了储能装置在这种控制策略下参与调频的可行性及正确性，为储能装置参与调频任务的相关研究提供了有益参考。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，给出功频调速系统的数学模型，分析反调振荡的原因；建立储能装置等效计算模型，实现以有功偏差量为输入信号、以恒功率为输出的控制策略；利用储能装置响应速度快、瞬时吞吐量大的特点，建立了一种新的结合储能装置的一次调频控制策略，将储能装置恒功率输出作为反馈信号输出至PID环节抑制反调振荡。算例结果验证了储能装置在这种控制策略下参与调频的可行性及正确性，为储能装置参与调频任务的相关研究提供了有益参考。【专利说明】-种基于储能装置抑制反调的一次调频控制系统及方法
本专利技术设及。
技术介绍
随着电网规模的不断扩大，不可控负荷和新能源电源的不断并网，系统频率的波 动性愈发严重，导致现有的传统调频技术难W满足电网对调频能力的需求。因此，改进现有 发电机组一次调频功能来适应电网发展，是维持电网频率稳定、提高电能质量的重要方法。 近几年，国内外的学者围绕一次调频做了大量的研究工作，主要包括:数学模型的 改进研究;控制方式的改良设计;调节品质的改善提高。但在实际生产中一次调频响应速度 仍然不理想。由于锅炉汽机的安全性限制导致调频速度慢，频率死区设置不合理导致机组 不参与一次调频，频率波动初期测量功率和实际功率的不同步导致汽口 "反调"等问题的存 在，使得现有调频效果未达到预期的效果，有时甚至不如机械液压式调速机组的调频效果。 汽口的反调对一次调频效果和发电机汽机的安全稳定性造成很大的影响:反调期的存在使 得一次调频效果不理想，初始阶段的反调加剧了系统频率的变化;汽口开度频繁变化导致 主蒸汽压力不断波动，给汽机和发电机的运行造成了巨大的安全隐患。目前消除反调措施 的方法主要有四种：（1)"延迟"反馈信号；（2)利用dN/dt信号；（3)根据甩负荷时切除功率给 定信号；（4)增大调频死区。运些方法对抑制反调提供了基础。但是，运些方法仍然存在一定 的不足，主要包括汽口频繁动作、操作不可靠、反调现象消除效果不理想等。 由于机械功率和发电机机端有功功率不同步是导致反调现象出现的根本原因，考 虑到储能装置响应速度快、瞬时吞吐能力强的特点，提出一种利用储能装置参与一次调频 的控制策略。建立功频调速系统的数学模型，分析汽口出现反调现象的原因。在"延迟"信号 的基础上，将储能纳入一次调频，W功率偏差值为输入值，W恒功率输出为反馈值，在"延 迟"效果结束前给POC环节提供一个正反馈信号，从而起到抑制反调振荡的作用。经过算例 验证此种方法具有可行性和正确性。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种基于储能装置抑制反调的一次调频控制系 统及方法，本方法在RX异常探测算法来对拍摄的眼底图像进行预处理的基础上，使用改进 的LBP和AMBP算法，优化特征提取步骤，进一步提高识别率。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： -种基于储能装置抑制反调的一次调频控制方法，包括W下步骤：[000引（1)将储能装置通过逆变器经变压器接入电力系统，构建储能装置的控制模型； (2)根据储能装置的控制模型，W发电机端有功功率变化量为控制变量，W恒定放 电功率为输出值，将输出值作为反馈信号输出至PID环节抑制反调振荡，使其参与原有的功 频调速系统进行调频，建立抑制反调的控制系统； (3)确定抑制反调的控制系统中反馈通道和前向通道的个数，求取相应控制通道 的传递函数，进行一次调频控制。 所述步骤(1)中，具体方法为:建立储能装置通过逆变器经变压器接入电力系统的 等效模型，确定储能装置的端电压、经逆变后的电压、储能装置的放电电流、储能装置放电 时连接到电网的等值线路阻抗和储能装置放电时接入的电网额定电压。 所述步骤(1)中，储能装置的放电模式采用恒功率模式，通过控制逆变器的逆变角 改变储能装置由于放电而产生的电压变化量。 所述步骤(2)中，储能装置W发电机端有功功率变化量为控制变量，W恒定的放电 功率为输出值，参与调频，提供正反馈抑制反调振荡，输出功率至发电机端，弥补功率变化 差值。 所述步骤(2)中，调控环节的暂态变化过程包括： (a)功率变化，延迟器作用，储能装置还未做出响应，此时一次调频不动作，频率会 产生短暂下降； (b)功率持续变化，延迟器作用，储能装置做出响应，输出功率至发电机端并给功 频调速系统的功率输出环节一个正反馈，频率由最低点开始回复上升； (C)功率持续变化，延迟器作用结束，储能装置持续做出相应，正反馈信号与负反 馈信号叠加后输出给功率输出环节，当正反馈信号足够大时，将不会出现反调振荡。 所述步骤(3)中，将储能装置的控制模型的输出值与转速增量引起的功率变化值 进行叠加，送入原有的功频调速系统的PID控制环节，依次经过电液转换器、油动机和汽轮 机调控环节。 所述步骤(3)中，功频调速系统将发电机端有功功率变化量经过延迟器使信号延 迟输入到叠加器中，避免瞬时反调。 -种基于储能装置抑制反调的一次调频控制系统，包括功频调速系统和储能装置 控制模块，所述储能装置控制模块接收功频调速系统的原给定信号，W发电机端有功功率 变化量为控制变量，W恒定的放电功率为输出值，参与调频，储能装置控制模块的输出输入 功频调速系统的功率给定环节，且发电机端有功功率变化量经过延迟器使信号延迟输入到 功率给定环节，依次通过PID控制环节、电液转换器、油动机和汽轮机调控环节后，进行转动 惯量的调控。 优选的，所述储能装置控制模块综合欧姆内阻、极化电阻和极化电容的影响，并结 合了荷电状态对放电功率的影响。 优选的，所述储能装置电压输出增量包括储能装置为补偿系统有功变化的改变量 和补偿储能装置因持续放电电流变小的改变量。 本专利技术的有益效果为： (1)本专利技术构建了一种利用储能装置参与一次调频，抑制功频调速系统反调振荡 的控制策略，能够有效的抑制功频调速器的反调振荡现象； (2)将原有负反馈信号则经过延迟器使信号延迟输入到叠加器中，有效地避免瞬 时反调。【附图说明】 图1为本专利技术的功频调速系统利用有功功率作前馈的控制框图； 图2为本专利技术的储能装置等效模型示意图； 图3为本专利技术的储能装置的控制框图； 图4为本专利技术的计及储能装置的功频调速控制系统示意图； 图5为本专利技术的汽轮机机械功率输出对比图； 图6为本专利技术的转子频率对比图。【具体实施方式】： 下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。 如图1所示，1、传统一次调频模型，W裡离子电池储能装置为例，对其进行反调原 理分析： (1)功频调速系统频率控制模型 目前汽轮机调速控制系统已经有较为成熟的研究，高参数大容量的汽轮机组广泛 采用功频调速控制系统，其系统结构主要分为功率给定环节(PVS)和功率输出控制环节 (POC)，在POC环节中W汽轮机机械功率信号Pm作为负反馈输入至PID控制，但是考虑到实际 运行中机械功率测量非常困难，一般工程应用中利用发电机有功功率信号Pe来代替Pm。 (2)反调分析 -次调频的反调及振荡是由于在闭环系统中引入了外干扰负反馈信号参与调节， 运时系统在扰动初期会产生汽口反调，使机械功率变化与实际电网侧变化时完全反向，使 转速迅速变化并开始振荡、汽口频繁动作、蒸汽压力也随之不断波动。 由图1中所示，设初始有功功率和转子转速分别为口6*^和《"*^等于系统的设定值1^6本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于储能装置抑制反调的一次调频控制方法，其特征是：包括以下步骤：(1)将储能装置通过逆变器经变压器接入电力系统，构建储能装置的控制模型；(2)根据储能装置的控制模型，以发电机端有功功率变化量为控制变量，以恒定放电功率为输出值，将输出值作为反馈信号输出至PID环节抑制反调振荡，使其参与原有的功频调速系统进行调频，建立抑制反调的控制系统；(3)确定抑制反调的控制系统中反馈通道和前向通道的个数，求取相应控制通道的传递函数，进行一次调频控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，牛阳，梁军，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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