一种调频系统及其控制方法技术方案

本申请提供了一种调频系统及其控制方法，该调频系统包括：控制系统、M个发电机组、N个储能单元、M个双绕组变压器、N个多绕组变压器和多个开关；M和N均为大于1的正整数；由于调频系统中各个储能单元经过自身对应的双绕组变压器后，分别通过相应的开关和多绕组变压器连接至各个发电机组，因此，该调频控制系统能够根据需求灵活配置储能单元到任一发电机组，实现一机多用的功能，能够在扩大储能容量的同时有效提升储能利用率，并且还能够使得多个发电机组可以同时实现调频，提高了发电机组的调频能力。

A frequency modulation system and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种调频系统及其控制方法
本专利技术涉及检测
，具体涉及一种调频系统及其控制方法。
技术介绍
传统电网调频由水电发电机组或者火力发电机组完成，但是随着电网规模增大以及可再生能源发电系统大规模并网，加剧了电网频率波动，进而使得传统电网调频的缺陷逐渐暴露。由于火力发电机响应慢、爬坡率低，所以不能很好的跟踪AGC(AutomaticGenerationControl，自动发电控制)指令，而水力发电机组则受季节和地域影响较大，其调频功能也会受到影响。虽然上述问题能够通过增加机组容量进行弥补，但无法解决根本问题且成本较高。随着储能技术的高速发展，由于储能系统具有响应速度快、调节精度高等优点，将储能系统引入电网、参与辅助调频成为一种较优的调频方式。但是现有的发电机组配备的储能容量有限，进而导致调频能力有限。
技术实现思路
对此，本申请提供一种调频系统及其控制方法，以解决现有的发电机组配备的储能容量有限，所导致的调频能力有限的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：本申请第一方面公开了一种调频系统包括：控制系统、M个发电机组、N个储能单元、M个双绕组变压器、N个多绕组变压器和多个开关；M和N均为大于1的正整数；各个所述储能单元的输出端分别与各自对应的双绕组变压器的一端相连，各个双绕组变压器的另一端分别通过相应的开关和多绕组变压器连接至各个所述发电机组；各个所述发电机组分别通过一个对应的所述多绕组变压器分别连接多个所述储能单元；所述发电机组的通信端、所述储能单元的通信端以及各个所述开关的控制端均与所述控制系统相连。可选地，在上述的调频系统中，所述控制系统包括：主控制器和子阵控制器；其中，所述主控制器和所述子阵控制器通过光纤环网相接；所述储能单元的通信端与相应所述子阵控制器相连，所述发电机组的通信端以及所述开关的控制端均与所述主控制器相连。可选地，在上述的调频系统中，多个所述开关包括：多个一级开关和至少一个二级开关；各个双绕组变压器分别依次通过相应的两个一级开关和多绕组变压器连接至各自对应的多个发电机组；连接相同发电机组的一组双绕组变压器，分别与其他组双绕组变压器中的各个双绕组变压器，通过一个所述二级开关直接相连。可选地，在上述的调频系统中，M＝N＝4。可选地，在上述的调频系统中，所述多绕组变压器为三绕组变压器；各个所述发电机组分别通过一个对应的所述三绕组变压器分别连接两个所述储能单元。本申请第二方面公开了一种调频系统的控制方法，应用于如第一方面公开的任一所述的调频系统的控制系统，所述调频系统的控制方法包括：依据所述调频系统中各个开关的通断状态，确定调频状态有效的发电机组；启动所述调频状态有效的发电机组的调频服务，并依据每一所述调频状态有效的发电机组的整机性能，对每一所述调频状态有效的发电机组分配机组储能容量及设置机组调频参数；依据相应储能单元的SOC，计算得到每一所述调频状态有效的发电机组的储能出力Pout(i)，并判断当前是否使能所述调频系统的一次调频功能；若判断出当前使能所述调频系统的频率调整，则依据电网频率和转速不等率，计算得到相应储能单元的储能变化出力，并在所述电网频率超过死区时，闭锁自动发电控制AGC指令控制、使用频率下垂控制方法调整储能当前出力，直至所述电网频率恢复至死区之内；若判断出当前未使能所述调频系统的一次调频功能，则依据所述调频系统的储能最大出力、每一所述调频状态有效的发电机组对应的机组额定功率、每一所述调频状态有效的发电机组对应的最大充放电功率，计算得到所述调频系统的最终储能出力，并将所述最终储能出力进行分配、下发至所述控制系统中的子阵控制器。可选地，在上述的调频系统的控制方法中，在所述依据每一所述调频状态有效的发电机组的整机性能，对每一所述调频状态有效的发电机组分配机组储能容量及设置机组调频参数之后，还包括：获取所述调频系统的AGC跟踪允许信号和储能允许投入信号，并判断所述AGC跟踪允许信号和所述储能允许投入信号是否均为有效信号；若不均为有效信号，则返回执行获取所述调频系统的AGC跟踪允许信号和储能允许投入信号，并判断所述AGC跟踪允许信号和所述储能允许投入信号是否均为有效信号的步骤；若均为有效信号，则执行依据相应储能单元的SOC，计算得到每一所述调频状态有效的发电机组的储能出力Pout(i)，并判断当前是否使能所述调频系统的一次调频功能的步骤。可选地，在上述的调频系统的控制方法中，在判断出所述AGC跟踪允许信号和所述储能允许投入信号均为有效信号之后，还包括：判断所述调频系统的AGC指令是否属于有效指令；若属于有效指令，则执行依据相应储能单元的SOC，计算得到每一所述调频状态有效的发电机组的储能出力Pout(i)的步骤；且依据相应储能单元的SOC，计算得到每一所述调频状态有效的发电机组的储能出力Pout(i)的步骤具体包括：若在调频跟踪过程中，当一次调频信号有效，则返回当前储能出力Pess(i)，并以所述当前储能出力Pess(i)作为计算得到所述调频状态有效的发电机组的储能出力Pout(i)；若在调频跟踪过程中，当所述一次调频信号无效，则执行AGC调频算法，依据储能可用容量和相应储能单元的SOC，计算出所述储能出力Pout(i)。可选地，在上述的调频系统的控制方法中，在所述判断所述调频系统的AGC指令是否属于有效指令之后，还包括：若判断出所述调频系统的AGC指令不属于有效指令，则判断所述调频系统是否处于AGC追踪状态；若处于AGC追踪状态，则执行依据相应储能单元的SOC，计算得到每一所述调频状态有效的发电机组的储能出力Pout(i)的步骤；且依据相应储能单元的SOC，计算得到每一所述调频状态有效的发电机组的储能出力Pout(i)的步骤具体包括：判断所述储能单元的SOC是否位于理想区间之间；若所述储能单元的SOC位于理想区间之间，则所述储能出力Pout(i)为0；若所述储能单元的SOC不位于理想区间之间，则根据调所述AGC调频法计算出所述储能出力Pout(i)。可选地，在上述的调频系统的控制方法中，所述调频系统的AGC指令属于有效指令，包括：所述AGC指令属于第一理想跟踪判断范围，和/或，所述AGC指令和所述调频系统的机组出力之间的差值属于第二理想跟踪判断范围；其中，所述第一理想跟踪判断范围为[FR_lowlimint，FR_uplimint]，所述第二理想跟踪判断范围为[Agc_min，Agc_max]；FR_lowlimint表示：AGC指令变化值下限，FR_uplimint表示AGC指令变化值上限，Agc_min表示AGC指令减去机组出力的差值下限，Agc_max表示AGC指令减去机组出力的差值上限。可选地，在上述的调频系统的控制方法中，在所述电网频率超过死区时，闭锁自动发电控制AGC指令本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调频系统，其特征在于，包括：控制系统、M个发电机组、N个储能单元、M个双绕组变压器、N个多绕组变压器和多个开关；/nM和N均为大于1的正整数；/n各个所述储能单元的输出端分别与各自对应的双绕组变压器的一端相连，各个双绕组变压器的另一端分别通过相应的开关和多绕组变压器连接至各个所述发电机组；各个所述发电机组分别通过一个对应的所述多绕组变压器分别连接多个所述储能单元；/n所述发电机组的通信端、所述储能单元的通信端以及各个所述开关的控制端均与所述控制系统相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种调频系统，其特征在于，包括：控制系统、M个发电机组、N个储能单元、M个双绕组变压器、N个多绕组变压器和多个开关；
M和N均为大于1的正整数；
各个所述储能单元的输出端分别与各自对应的双绕组变压器的一端相连，各个双绕组变压器的另一端分别通过相应的开关和多绕组变压器连接至各个所述发电机组；各个所述发电机组分别通过一个对应的所述多绕组变压器分别连接多个所述储能单元；
所述发电机组的通信端、所述储能单元的通信端以及各个所述开关的控制端均与所述控制系统相连。


2.根据权利要求1所述的调频系统，其特征在于，所述控制系统包括：主控制器和子阵控制器；
其中，所述主控制器和所述子阵控制器通过光纤环网相接；
所述储能单元的通信端与相应所述子阵控制器相连，所述发电机组的通信端以及所述开关的控制端均与所述主控制器相连。


3.根据权利要求1所述的调频系统，其特征在于，多个所述开关包括：多个一级开关和至少一个二级开关；
各个双绕组变压器分别依次通过相应的两个一级开关和多绕组变压器连接至各自对应的多个发电机组；
连接相同发电机组的一组双绕组变压器，分别与其他组双绕组变压器中的各个双绕组变压器，通过一个所述二级开关直接相连。


4.根据权利要求1-3任一所述的调频系统，其特征在于，M＝N＝4。


5.根据权利要求4所述的调频系统，其特征在于，所述多绕组变压器为三绕组变压器；
各个所述发电机组分别通过一个对应的所述三绕组变压器分别连接两个所述储能单元。


6.一种调频系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一所述的调频系统的控制系统，所述调频系统的控制方法包括：
依据所述调频系统中各个开关的通断状态，确定调频状态有效的发电机组；
启动所述调频状态有效的发电机组的调频服务，并依据每一所述调频状态有效的发电机组的整机特性，对每一所述调频状态有效的发电机组分配机组储能容量及设置机组调频参数；
依据相应储能单元的SOC，计算得到每一所述调频状态有效的发电机组的储能出力Pout(i)，并判断当前是否使能所述调频系统的一次调频功能；
若判断出当前使能所述调频系统的一次调频功能，则依据电网频率和转速不等率，计算得到相应储能单元的储能变化出力，并在所述电网频率超过死区时，闭锁自动发电控制AGC指令控制、使用频率下垂控制方法调整储能当前出力，直至所述电网频率恢复至死区范围之内；
若判断出当前未使能所述调频系统的一次调频功能，则依据所述调频系统的储能最大出力、每一所述调频状态有效的发电机组对应的机组额定功率、每一所述调频状态有效的发电机组对应的最大充放电功率，计算得到所述调频系统的最终储能出力，并将所述最终储能出力进行分配、下发至所述控制系统中的子阵控制器。


7.根据权利要求6所述调频系统的控制方法，其特征在于，在所述依据每一所述调频状态有效的发电机组的可用容量，对每一所述调频状态有效的发电机组分配机组储能容量及设置机组调频参数之后，还包括：
获取所述调频系统的AGC跟踪允许信号和储能允许投入信号，并判断所述AGC跟踪允许信号和所述储能允许投入信号是否均为有效信号；
若不均为有效信号，则返回执行获取所述调频系统的AGC跟踪允许信号和储能允许投入信号，并判断所述AGC跟踪允许信号和所述储能允许投入信号是否均为有效信号的步骤；
若均为有效信号，则执行依据相应储能单元的SOC，计算得到每一所述调频状态有效的发电机组的储能出力Pout(i)，并判断当前是否使能所述调频系统的一次调频功能的步骤。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李康，李国宏，蔡壮，张杨，曹晓辉，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34