一种储能辅助火电机组AGC调频方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种储能辅助火电机组AGC调频方法及系统，所述方法包括：实时读取火电机组运行数据和储能数据；根据所述火电机组运行数据、储能数据以及响应参数确定电池储能系统在机组相应过程的不同阶段的动作时机和出力指令。本发明专利技术提供的技术方案采用电池储能系统辅助火电机组AGC调频，比对相近运行状态下的火电机组历史响应数据，匹配建立预测的AGC响应过程，实现单台机组的AGC调频能力最大化，提高具备不同调节特性优势的调频资源的利用率，并通过实时调节效果评价方法以促进储能参与调频应用。

A Method and System of AGC Frequency Modulation for Energy Storage Assisted Thermal Power Units

The invention provides an energy storage auxiliary thermal power unit AGC frequency modulation method and system, which includes: real-time reading thermal power unit operation data and energy storage data; according to the thermal power unit operation data, energy storage data and response parameters, determining the operation timing and output instructions of the battery energy storage system at different stages of the corresponding process of the unit. The technical scheme of the invention adopts battery energy storage system to assist AGC frequency modulation of thermal power unit, compares historical response data of thermal power unit under similar operation state, matches and establishes predicted AGC response process, maximizes the frequency modulation capability of single unit, improves the utilization rate of frequency modulation resources with different regulation characteristics, and promotes it through real-time regulation effect evaluation method. Energy storage is involved in FM applications.

【技术实现步骤摘要】
一种储能辅助火电机组AGC调频方法及系统
本专利技术属于智能电网以及储能应用
，具体涉及一种储能辅助火电机组AGC调频方法及系统。
技术介绍
传统燃煤机组在参与自动发电量控制(AGC，AutomaticGenerationControl)调频时，存在跨越死区时间长、启停磨所致断点段、线性爬坡速率限制、命令死区内振荡问题，执行AGC指令过程中常出现超调、欠调、反调，控制性能较差。目前发电厂并网运行管理和辅助服务管理实行K指标补偿考核办法，主要考虑火电机组在跨越死区、爬坡速率、命令死区振荡各个响应阶段的性能，对应为响应时间、调节速率、调节精度三项性能指标。在机组执行指令过程中上述问题存在的情况下，其性能指标受到较大影响，致使补偿收益受损及考核成本高昂。随着集成技术发展，大规模电池储能逐步应用于电网调频，国内外均有示范工程。电池储能的电力电子调功装置能控制其非线性出力变化，几乎可瞬间追踪AGC信号，但受荷电状态和额定功率及容量限制，其可调容量较火电机组要小。
技术实现思路
针对传统火电机组参与AGC调频时跨越死区时间长、启停磨煤机所致断点段、线性爬坡速率限制、命令死区内振荡等引发的过量调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能辅助火电机组AGC调频方法，其特征在于，所述方法包括：实时读取火电机组运行数据和储能数据；根据所述火电机组运行数据、储能数据以及响应参数确定电池储能系统在机组相应过程的不同阶段的动作时机和出力指令。

【技术特征摘要】
1.一种储能辅助火电机组AGC调频方法，其特征在于，所述方法包括：实时读取火电机组运行数据和储能数据；根据所述火电机组运行数据、储能数据以及响应参数确定电池储能系统在机组相应过程的不同阶段的动作时机和出力指令。2.如权利要求1所述的一种储能辅助火电机组AGC调频方法，其特征在于，所述根据所述火电机组运行数据、储能数据以及响应参数确定电池储能系统在机组相应过程的不同阶段的动作时机和出力指令包括：根据下式确定的机组动作死区限值判断机组调节方向：当(PA-PGs)>P0，机组上调；当(PA-PGs)<-P0时，机组下调；当|PA-PGs|<P0时，电池储能系统不动作；根据启/停磨功率判断是否启/停磨煤机包括：当启/停磨功率Pd位于PA与PGs之间且|PA-Pd|>P0时，启/停磨煤机；根据机组调节方向和是否启/停磨煤机确定电池储能系统的动作时机和出力指令；其中，PA为机组本次调节接收的AGC指令值；PGs为机组的当前出力功率值；P0为机组调节死区限值。3.如权利要求2所述的一种储能辅助火电机组AGC调频方法，其特征在于，所述机组调节方向和是否启/停磨煤机包括以下几种：机组上调且无需启动磨煤机、机组上调且需启动磨煤机、机组下调且无需停止磨煤机和机组下调且需停止磨煤机。4.如权利要求3所述的一种储能辅助火电机组AGC调频方法，其特征在于，所述机组上调且无需启动磨煤机时，确定电池储能系统的动作时机和出力指令包括：第一次动作时机及动作指令：电池储能系统第一次动作时刻在机组调节死区内，电池储能系统动作指令为线性变化出力；第二次动作时机及动作指令：电池储能系统第二次动作时刻在机组将达命令死区前，电池储能系统动作指令为线性变化出力；第三次动作时机及动作指令：电池储能系统第三次动作时刻在机组到达命令死区并开始振荡时，电池储能系统动作指令为机组的振荡偏差值。5.如权利要求4所述的一种储能辅助火电机组AGC调频方法，其特征在于，所述第一次动作时机及动作指令包括：利用电池储能系统出力曲线所构三角形的等面积实现功率平衡，包括四个时段：时段1：(1-a1)Tk,p<t<Tk,p时，Pb(t)＝vb1·[t-(1-a1)Tk,p]；时段2：Tk,p<t<Tk,p+tf2时，Pb(t)＝-vr,p·[t-(tf2+Tk,p)]；时段3：Tk,p+tf2<t<Tk,p+tf2+tf3时，Pb(t)＝-vr,p·[t-(tf2+Tk,p)]；时段4：Tk,p+tf2+tf3<t<Tk,p+tf2+tf3+tf4时，Pb(t)＝vb1·[t-(Tk,p+tf2+tf3+tf4)]；tf1＝a1Tk,p，tf2＝Pb1，max/vr,p，tf3＝tf2，tf4＝tf1；其中，Pb(t)为储能的出力指令时间序列；Tk,p为机组跨越死区时长的预测值；vb1为储能第一次动作的出力增加率；tf1～tf4为储能第一次动作的4个时段；为机组预测平均上调速率，PGe,p为本次调节结束后火电机组的出力功率预测值，PGs为机组的当前出力功率值；Pb1,max＝tf1|vb1|为本次动作时储能出力的最大值；a1为常数，0＜a1＜1。6.如权利要求4所述的一种储能辅助火电机组AGC调频方法，其特征在于，所述第二次动作时机及动作指令包括：利用电池储能系统出力曲线所构三角形的等面积实现功率平衡，包括四个时段：时段1：Tk,p+Tr,p-ts4-ts3-ts2-ts1<t<Tk,p+Tr,p-ts4-ts3-ts2时，Pb(t)＝-vr,p·[t-(Tk,p+Tr,p-ts1-ts2-ts3-ts4)]；时段2：Tk,p+Tr,p-ts4-ts3-ts2<t<Tk,p+Tr,p-ts4-ts3时，Pb(t)＝vb2·[t-(Tk,p+Tr,p-ts3-ts4)]；时段3：Tk,p+Tr,p-ts4-ts3<t<Tk,p+Tr,p-ts4时，Pb(t)＝vb2·[t-(Tk,p+Tr,p-ts3-ts4)]；时段4：Tk,p+Tr,p-ts4<t<Tk,p+Tr,p时，Pb(t)＝-vr,p·[t-(Tk,p+Tr,p)]；ts4＝a2To,p，ts3＝Pb2，max/vr,p，ts2＝ts3，ts1＝ts4；其中，Pb(t)为储能的出力指令时间序列；Tk,p为机组跨越死区时长的预测值；Tr,p启动磨煤机爬坡时长预测值；ts1～ts4为储能第二次动作的4个时段；为机组预测平均上调速率，PGe,p为本次调节结束后火电机组的出力功率预测值，PGs为机组的当前出力功率值；vb2为储能第二次动作的出力增加率；To,p为命令死区振荡时长的预测值；Pb2,max＝ts4·|vr,p|为本次动作时储能出力的最大值；a2为常数，0＜a2＜1。7.如权利要求4所述的一种储能辅助火电机组AGC调频方法，其特征在于，所述第三次动作时机及动作指令包括：t＞Tk,p+Tr,p时，Pb(t)＝PA-PG(t)；其中，Pb(t)为储能的出力指令时间序列；Tk,p为机组跨越死区时长的预测值；Tr,p启动磨煤机爬坡时长预测值；PA为机组本次调节接收的AGC指令值；PG(t)为机组的当前出力功率值。8.如权利要求3所述的一种储能辅助火电机组AGC调频方法，其特征在于，所述机组上调且需启动磨煤机时，确定电池储能系统的动作时机和出力指令包括：储能第一次动作：电池储能系统第一次动作时刻在机组调节死区内，电池储能系统动作指令为线性变化出力；储能第二次动作：电池储能系统第二次动作时刻在机组将达命令死区前，电池储能系统动作指令为线性变化出力；储能第三次动作：电池储能系统第三次动作时刻在机组到达命令死区并开始振荡时，电池储能系统动作指令为机组的振荡偏差值。9.如权利要求8所述的一种储能辅助火电机组AGC调频方法，其特征在于，所述储能第一次动作包括四个时段：时段1：(1-a1)Tk,p<t<Tk,p时，Pb(t)＝vb1·[t-(1-a1)Tk,p]；时段2：Tk,p<t<Tk,p+tf2时，Pb(t)＝-vr1,p·[t-(tf2+Tk,p)]；时段3：Tk,p+tf2<t<Tk,p+tf2+tf3时，Pb(t)＝-vr1,p·[t-(tf2+Tk,p)]；时段4：Tk,p+tf2+tf3<t<Tk,p+tf2+tf3+tf4时，Pb(t)＝vb1·[t-(Tk,p+tf2+tf3+tf4)]；tf1＝a1Tk,p，tf2＝Pb1，max/vr1,p，tf3＝tf2，tf4＝tf1；其中，Pb(t)为储能的出力指令时间序列；Tk,p为机组跨越死区时长的预测值；vb1为储能第一次动作的出力增加率；tf1～tf4为储能第一次动作的4个时段；为第一段爬坡的平均上调速率预测值的均值，PGd,s为磨煤机启动点功率，PGs为机组的当前出力功率值；Pb1,max＝tf1vb1为本次动作时储能出力的最大值；a1为常数，0＜a1＜1；10.如权利要求8所述的一种储能辅助火电机组AGC调频方法，其特征在于，所述储能第二次动作包括四个时段：时段1：Tk,p+Tr,p+Td,sp-ts4-ts3-ts2-ts1<t<Tk,p+Tr,p+Td,sp-ts4-ts3-ts2时，Pb(t)＝-vb2·[t-(Tk,p+Tr,p+Td,sp-ts1-ts2-ts3-ts4)]；时段2：Tk,p+Tr,p+Td,sp-ts4-ts3-ts2<t<Tk,p+Tr,p+Td,sp-ts4-ts3时，Pb(t)＝vr2,p·[t-(Tk,p+Tr,p+Td,sp-ts3-ts4)]；时段3：Tk,p+Tr,p+Td,sp-ts4-ts3<t<Tk,p+Tr,p+Td,sp-ts4时，Pb(t)＝vr2,p·[t-(Tk,p+Tr,p+Td,sp-ts3-ts4)]；时段4：Tk,p+Tr,p+Td,sp-ts4<t<Tk,p+Tr,p+Td,sp时，Pb(t)＝-vb2·[t-(Tk,p+Tr,p+Td,sp)]；ts4＝a2To,p，ts3＝Pb2，max/vr,p，ts2＝ts3，ts1＝ts4；其中，Pb(t)为储能的出力指令时间序列；Tk,p为机组跨越死区时长的预测值；Tr,p启动磨煤机爬坡时长预测值；ts1～ts4为储能第二次动作的4个时段；Td,sp为启磨时长预测值；为第二段爬坡的上调速率预测值的均值，PGe,p为本次调节结束后火电机组的出力功率预测值，PGd,s为磨煤机启动点功率；vb2为储能第二次动作的出力增加率；Pb2,max＝ts4·vb2为本次动作储能出力的最大值；a2为常数，0＜a2＜1。11.如权利要求8所述的一种储...

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