一种大容量电池储能接入自动发电控制方法技术

本发明专利技术公开了一种含储能资源参与的自动发电控制(AGC)方法，属于电力系统调度、电气工程领域对于大容量电池储能接入的AGC协调出力计划，提出储能电池最优出力的数学模型，提出A‑SI渴望水平指标，其中IndexA确定AGC是否需要储能电池的出力计划，IndexSI表征出力计划下的具体功率占额，为AGC定量的提供最优控制方法。

An automatic generation control method for large capacity battery energy storage access

The invention discloses a water storage automatic generation control (AGC) method in resources, belongs to the power system dispatching and electrical engineering field for AGC large capacity battery storage access coordination power plan, put forward the storage battery output optimal mathematical model, put forward the A SI aspiration level index, which determines whether the AGC IndexA need to output project storage battery, IndexSI output power under the specific characterization plan for the amount to provide the optimal control method of quantitative AGC.

【技术实现步骤摘要】
一种大容量电池储能接入自动发电控制方法
本专利技术属于电力系统调度、电气工程领域,具体涉及电池储能接入自动发电控制方法。
技术介绍
自动发电控制(AGC)过程中出现越来越多的区域间功率支援，制定有说服力、稳定控制方案，是调动全网调频资源共同消纳间歇式能源的前提。本设计提出一种含储能资源参与的自动发电控制(AGC)方法，对于大容量电池储能接入的AGC协调出力计划，提出储能电池最优出力的数学模型，提出A-SI渴望水平指标，其中IndexA确定AGC是否需要储能电池的出力计划，IndexSI表征出力计划下的具体功率占额，为AGC定量的提供最优控制方法。AGC系统主要目标是保证电网频率质量和区域间功率交换的前提下，协调各个机组最优化出力。当储能资源参与时，AGC应当根据储能资源功率快速调节的优点，充分发挥其作用，达到最优出力水平。现代互联电网通过联络线连接各区域电网，这种做法在调频方面的意义是，当某区域调频压力过大时，可得到其他区域的功率支援以加快频率恢复，但值得注意的是，各区域作为独立、理性的利益主体，一方面互相支援以追求全网频率尽快稳定，另一方面也都想最小化自身所辖AGC机组的调节代价。而大容量电池储能接入后，会必然的增大区域间支援的频率和幅度。
技术实现思路
针对现有技术不足，本设计在利用储能电池的优势的同时，提出一种新型控制评判指标A-SI，为最优控制的定量化提供了新的思路和处理方式。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，具体步骤如下：步骤1数据采集：对当前电网温度T、空气湿度元件散热系数Cek、金属衰老系数γ、空气密度ρ、研究区域内平均每单元空气体积δk、研究区域空间总体积v、研究区域内空气中溶解水的质量A、电池能耗系数F、储能效率时段数Ni、温度梯度数Nt、电池储能单元数Nk，第i个储能电池微元t时刻输出功率储能电池能量密度系数αk，第i个储能电池微元的电能输出因子EFi,k进行采集。步骤2大容量储能电池系统出力计算模型建立将f1中时因算子S*提取，改写成两组目标函数f1,i，f2,i，选定合适的权重值ω(本设计将权重ω以0.1步长划分为10个加权区间)将f1改写为：f(Fitnessi)＝ω1uif1,i+ω2ujf2,i(3)在不同权重分配情景下，对优化函数解析求解，得出对函数f1的综合优化结果：为求得定量解，在解析过程中应时刻对f1进行移动，移动过程中对以下边界区域选择“规避”。(分别表征t时刻不可中断负荷及可中断负荷)∑P≥PNc(k)fmin≤ft≤fmax(频率约束)Vmin≤Vt≤Vmax(电压约束)定义移动函数kmove，其中kmove∝Δfx，对移动中使得f1增量变化Δfx最大的x的集合予以提取，作为有效解空间，定义为ζ。若移动函数kmove的值域包含了边界区域，则从有效解空间中剔出处于该移动下的所有x。对于解析过程中有效解空间ζ中出现的每个解，这里定义变量τ，用以表征某一解在ζ中的滞留时间，具体的，移动函数kmove每重新移动一次，变量τ减1，τ＝0时释放该解到解析域。若解析域移动全部完成，但仍未发现优于该解的解析值，可以提取该解作为函数解。步骤3A-SI渴望水平指标计算：A-SI渴望水平指标用于指示区域电网对于大容量储能电池系统出力的渴望水平和具体出力水平，该指标分为两个部分：步骤3.1A指标计算：IndexA旨在判断电网系统不平衡或欠平衡状态，是否需要储能电池系统出力。当该指标大于某一阈值则需要电储能立即出力，小于或等于某阈值则不需电储能出力，系统自身可以调节稳定。IndexA的推导以大容量储能电池系统最优出力函数出发，结合区域电网功率需求特性，进而得到多扰动下电网功率渴望水平。其中，K为离散时间，K0为负荷变化起始时间，T0是系统欠稳态时间，是一个Eabs(k)的加权矩阵，Eabs(k)表示电网各被测量在k时刻的绝对误差相量，Sy为相对误差系数，用于减少测量值与实际值的误差，提高计算精确性。量值由具体电网的运行工况确定。Enet,inet表征电网终端实时电压电流值。为了得到精确值，离散时间K选取建议与电网实时同步。在指标A的表达式中，权重ω的选取与大容量储能电池系统出力函数最优值解析方程中权重ω划分有所不同，需通过具体区域联网情况加权。指标A的临界值：IndexAlim表征区域电网A指标的临界值25，若A指标高于临界值，则需求大容量储能电池立即出力。低于临界A指标，则运行在欠平衡状态，但不需储能电池出力即可保证自身运行特性稳定，若A指标为0，则为理想情况。(现实电网并不存在)步骤3.2SI指标计算IndexSI以最优出力函数和IndexA为基础，表征出力情况下储能电池应输出功率占比，为系统总体稳定性提供定量的控制思想。在本设计中，若IndexA不考虑储能电池出力，那么IndexSI可以视作0。有益效果本专利技术针对储能电池的优势，对与储能电池相关的各项数据进行监测和记录，通过计算得出一种新型控制评判指标A-SI。根据指标A-SI就可以量化AGC机组的最优控制，充分发挥其作用，达到最优出力水平。附图说明图1为本专利技术提供的一种大容量电池储能接入自动发电控制方法流程图。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实例1步骤1：数据采集需采集参数包括：当前电网温度T、空气湿度元件散热系数Cek、金属衰老系数γ、空气密度ρ、研究区域内平均每单元空气体积δk、研究区域空间总体积v、研究区域内空气中溶解水的质量A、电池能耗系数F、储能效率时段数Ni、温度梯度数Nt、电池储能单元数Nk，第i个储能电池微元t时刻输出功率储能电池能量密度系数αk，第i个储能电池微元的电能输出因子EFi,k本案例中采用上海市某储能电池系统数据，该系统所采用储能电池单元产出电能约15kwh，该系统以400台相同单元集成，运行工况为标准大气压，常温条件，全天候运行。空气湿温以标准折算，元件散热系数Cek＝0.34，金属衰老系数γ＝0.00001，其他详细数据由该案例厂家提供，试分析A-SI渴望水平指标在该案例中的作用。步骤2：储能电池系统的出力水平分析：表征储能电池系统的出力水平的计算公式如下所示：由于该储能电池系统运行数据已给出，运行工况均为标准作业工况，因此边界条件以电网终端为基准，频率波动要求保持在50±0.02Hz，母线电压波动要求控制在±10％。本实施例中，根据采集的参数计算得到该储能电池系统的最佳出力下输出为7.432Mwh。步骤3：IndexA的计算：以该厂家所在伤害某区电网数据为基准，带入负荷、电压、时间等相关运行参数，用以评价该地区是否需要储能电池参与出力。表征IndexA的计算公式如下所示：根据采集的参数计算得到该计算案例下IndexA＝15因此该地区不需储能电池出力即可保证自身运行特性稳定。实施例2深圳某储能电池系统所采用储能电池单元产出电能约25kwh，该系统以500台相同单元集成，运行工况为标准大气压，常温条件，全天候运行。空气湿温以标准折算，元件散热系数Cek＝0.2，金属衰老系数γ＝10-5。以深圳电网所属某供电公司电网数据为基准，选取功率缺额时区，了解AGC调度，试分析A-SI渴望水平指标在此次功率需求中的能效性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大容量电池储能接入自动发电控制方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1数据采集，包括对当前电网温度T、空气湿度

【技术特征摘要】
1.一种大容量电池储能接入自动发电控制方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1数据采集，包括对当前电网温度T、空气湿度元件散热系数Cek、金属衰老系数γ、空气密度ρ、研究区域内平均每单元空气体积δk、研究区域空间总体积v、研究区域内空气中溶解水的质量A、电池能耗系数F、储能效率时段数Ni、温度梯度数Nt、电池储能单元数Nk，第i个储能电池微元t时刻输出功率储能电池能量密度系数αk，第i个储能电池微元的电能输出因子EFi,k进行采集；步骤2大容量储能电池系统出力计算模型建立；步骤3A-SI渴望水平指标计算。2.根据权利要求1所述的，一种大容量电池储能接入自动发电控制方法，其特征在于，步骤2所述的模型为将f1中时因算子S*提取，改写成两组目标函数f1,i，f2,i，选定合适的权重值ω，本设计将权重ω以0.1步长划分为10个加权区间，将f1改写为：f(Fitnessi)＝ω1uif1,i+ω2ujf2,i(3)在不同权重分配情景下，对优化函数解析求解，得出对函数f1的综合优化结果：为求得定量解，在解析过程中应时刻对f1进行移动，移动过程中对以下边界区域选择规避分别表征t时刻不可中断负荷及可中断负荷Pi,min≤Pit≤Pi,max∑P≥PNc(k)fmin≤ft≤fmax(频率约束)Vmin≤Vt≤Vmax(电压约束)定义移动函数kmove，其中kmove∝Δfx，对移动中使得f1增量变化Δfx最大的x的集合予以提取，作为有效解空间，定义为ζ，若移动函数kmove的值域包含了边界区域，则从有效解空间中剔出处于该移动下的所有x；对于解析过程中有效解空间ζ中出现的每个解，这里定义变量τ，用以表征某一解在ζ中的滞留时间，具体的，移动函数kmove每重新移动一次，变量τ减1，τ＝0时释放该解到解析域；若解析域移动全部完成，但仍未发现优于该解的解析值，可以提取该解作为函数解。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛维春，杨浩，沈力，谭洪恩，张铁岩，王顺江，李家珏，李赫宁，王岑娇，滕云，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，沈阳工业大学，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21