储能AGC联合电网调频系统及电网调频方法技术方案

本发明专利技术提供一种储能AGC联合电网调频系统，其包括电网调度设备、发电机组、储能装置、机组分布式控制设备、储能分布式控制设备以及输出电网；当电网AGC指令为功率提升指令时，电网AGC指令包括第一储能装置放电子指令、第一储能装置充电子指令、以及功率提高稳定子指令；当电网AGC指令为功率降低指令时，电网AGC指令包括第二储能装置充电子指令、第二储能装置放电子指令、以及控功率降低稳定子指令。本发明专利技术通过储能装置对发电机组输出功率进行超调操作，避免了功率调节延迟、偏差以及反向的发生；同时碳基电容电池的高倍率充放电能力以及高循环使用寿命，提高了发电机组输出功率的调整精度以及调整频率，降低了调整成本。

【技术实现步骤摘要】
储能AGC联合电网调频系统及电网调频方法
本专利技术涉及电网调频领域，特别是涉及一种储能AGC联合电网调频系统及电网调频方法。
技术介绍
在电力系统运行中，AGC(AutomaticGenerationControl，自动发电控制)主要通过实时调节电网中的调频电源的有功处理，实现对电网频率及联络线功率的控制，解决秒或分钟级短时间尺度的区域电网内的具有随机特性的有功平衡问题，其对AGC电源性能提出了调节速率快、调节精度高、频繁转换功率调节方向等较高要求。现有电网AGC调频功能主要由水电、燃气机组以及火电机组等常规电源提供，这些电源具有旋转惯性的机械器件组成，将一次能源转换成电能将经历一系列复杂的过程，使得其AGC调频性能与电网的调节期望尚有一定差距。具体的，如图1所示，图1为现有的火电机组响应电网AGC指令的响应过程示意图，其中A曲线为调度AGC指令的调度目标功率曲线，B曲线为火电机组的调度实际功率曲线。可见一般火电厂的负荷响应存在着调节延迟(如B1区域)、调节偏差(如B2区域)和调节反向(如B3区域)的问题，尤其在调节指令刚下达和方向改变时尤为突出。故，有必要提供一种储能AGC联合电网调频系统及电网调频方法，以解决现有技术所存在的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种可实现电网快速实时调频的储能AGC联合电网调频系统及电网调频方法，以解决现有的电网调频系统以及电网调频方法容易存在功率调节延迟、功率调节偏差以及功率调节反向的技术问题。本专利技术实施例提供一种储能AGC联合电网调频系统，其包括：电网调度设备，用于基于用电需求生成电网AGC指令，以生成发电机组额定功率；发电机组，用于进行发电操作，以输出发电机组输出功率；储能装置，用于储存能量，并基于所述发电机组额定功率使用所述储存能量对所述发电机组输出功率进行修正；机组分布式控制设备，与所述电网调度设备连接，用于基于所述电网AGC指令，驱动所述发电机组进行发电控制操作；储能分布式控制设备，与所述电网调度设备连接，用于基于所述电网AGC指令，驱动所述储能装置进行能量储存或能量释放操作；以及输出电网，分别于所述发电机组和所述储能装置连接，用于基于修正后的发电机组输出功率输出所述用电需求对应的电能；其中当所述电网AGC指令为功率提升指令时，所述电网AGC指令包括控制发电机组输出功率达到发电机组额定功率的第一储能装置放电子指令、控制发电机组输出功率高于发电机组额定功率的第一储能装置充电子指令、以及控制发电机组输出功率等于发电机组额定功率的功率提高稳定子指令；当所述电网AGC指令为功率降低指令时，所述电网AGC指令包括控制发电机组输出功率达到发电机组额定功率的第二储能装置充电子指令、控制发电机组输出功率高于发电机组额定功率的第二储能装置放电子指令、以及控制发电机组输出功率等于发电机组额定功率的功率降低稳定子指令。在本专利技术所述的储能AGC联合电网调频系统中，所述发电机组具有最大机组功率调节速度；如所述电网AGC指令为功率提升指令，且所述电网AGC指令设定的功率提升速度大于所述发电机组的最大机组功率调节速度；则所述电网AGC指令包括：第一储能装置放电子指令，所述发电机组处于发电功率提升状态，所述储能装置释放能量到所述输出电网中；第一储能装置充电子指令，所述发电机组处于发电高功率波动状态，所述储能装置从所述输出电网中存储能量；功率提高稳定子指令，所述发电机组处于发电高功率稳定状态，所述储能装置处于待机状态；如所述电网AGC指令为功率降低指令，且所述电网AGC指令设定的功率降低速度大于所述发电机组的最大机组功率调节速度，则所述电网AGC指令包括：第二储能装置充电子指令，所述发电机组处于发电功率降低状态，所述储能装置从所述输出电网中存储能量；第二储能装置放电子指令，所述发电机组处于发电低功率波动状态，所述储能装置释放能量到所述输出电网中；功率降低稳定子指令，所述发电机组处于发电低功率稳定状态，所述储能装置处于待机状态。在本专利技术所述的储能AGC联合电网调频系统中，所述储能装置在所述电网AGC指令的第一储能装置放电子指令阶段释放到所述输出电网中的能量小于等于所述储能装置在所述电网AGC指令的第一储能装置充电子指令阶段从所述输出电网中存储的能量；所述储能装置在所述电网AGC指令的第二储能装置充电子指令阶段从所述输出电网中存储的能量，大于等于所述储能装置在所述电网AGC指令的第二储能装置放电子指令阶段释放到所述输出电网中的能量。在本专利技术所述的储能AGC联合电网调频系统中，在所述第一储能装置放电子指令阶段，根据所述电网AGC指令设定的功率提升速度与所述发电机组的最大机组功率调节速度的差值，确定所述储能装置的能量释放速度；在所述第一储能装置充电子指令阶段，根据所述储能装置的能量释放量，确定所述发电机组处于发电高功率波动状态的时间；在所述第二储能装置充电子指令阶段，根据所述电网AGC指令设定的功率降低速度与所述发电机组的最大机组功率调节速度的差值，确定所述储能装置的能量存储速度；在所述第二储能装置放电子指令阶段，根据所述储能装置的能量存储量，确定所述发电机组处于发电低功率波动状态的时间。在本专利技术所述的储能AGC联合电网调频系统中，所述发电高功率波动状态的发电机组的最高输出功率为对应发电高功率稳定状态的发电机组的稳定输出功率的104％-106％；所述发电低功率波动状态的发电机组的最低输出功率为对应的发电低功率稳定状态的发电机组的稳定输出功率的97％-98％。在本专利技术所述的储能AGC联合电网调频系统中，所述储能装置为碳基电容电池，所述储能装置的储能功率为所述发电机组的额定功率的2％-3％。在本专利技术所述的储能AGC联合电网调频系统中，所述储能装置的初始储存能量为最大储存能量的45％-65％。在本专利技术所述的储能AGC联合电网调频系统中，所述储能AGC联合电网调频系统还包括：输出检测装置，分别与所述电网调度设备、所述发电机组以及所述储能装置连接，用于检测所述发电机组的机组输出能量以及所述储能装置的电池输出能量，并将所述机组输出能量和所述电池输出能量反馈给所述电网调度设备；所述电网调度设备还用于根据所述机组输出能量以及所述电池输出能量，生成用于调节所述机组输出能量以及所述电池输出能量的电网AGC修正指令。在本专利技术所述的储能AGC联合电网调频系统中，所述储能AGC联合电网调频系统还包括：电能输出模块，与所述储能装置连接，用于输出所述储能装置的能量。本专利技术实施例还提供一种使用上述的储能AGC联合电网调频系统进行电网调频的方法，其包括：所述电网调度设备生成电网AGC指令；如所述电网AGC指令为功率提升指令，且所述电网AGC指令设定的功率提升速度大于所述发电机组的最大机组功率调节速度；则所述电网调度设备通过所述机组分布式控制设备控制所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能AGC联合电网调频系统，其特征在于，包括：/n电网调度设备，用于基于用电需求生成电网AGC指令，以生成发电机组额定功率；/n发电机组，用于进行发电操作，以输出发电机组输出功率；/n储能装置，用于储存能量，并基于所述发电机组额定功率使用所述储存能量对所述发电机组输出功率进行修正；/n机组分布式控制设备，与所述电网调度设备连接，用于基于所述电网AGC指令，驱动所述发电机组进行发电控制操作；/n储能分布式控制设备，与所述电网调度设备连接，用于基于所述电网AGC指令，驱动所述储能装置进行能量储存或能量释放操作；以及/n输出电网，分别于所述发电机组和所述储能装置连接，用于基于修正后的发电机组输出功率输出所述用电需求对应的电能；/n其中当所述电网AGC指令为功率提升指令时，所述电网AGC指令包括控制发电机组输出功率达到发电机组额定功率的第一储能装置放电子指令、控制发电机组输出功率高于发电机组额定功率的第一储能装置充电子指令、以及控制发电机组输出功率等于发电机组额定功率的功率提高稳定子指令；/n当所述电网AGC指令为功率降低指令时，所述电网AGC指令包括控制发电机组输出功率达到发电机组额定功率的第二储能装置充电子指令、控制发电机组输出功率高于发电机组额定功率的第二储能装置放电子指令、以及控制发电机组输出功率等于发电机组额定功率的功率降低稳定子指令。/n...

【技术特征摘要】
1.一种储能AGC联合电网调频系统，其特征在于，包括：
电网调度设备，用于基于用电需求生成电网AGC指令，以生成发电机组额定功率；
发电机组，用于进行发电操作，以输出发电机组输出功率；
储能装置，用于储存能量，并基于所述发电机组额定功率使用所述储存能量对所述发电机组输出功率进行修正；
机组分布式控制设备，与所述电网调度设备连接，用于基于所述电网AGC指令，驱动所述发电机组进行发电控制操作；
储能分布式控制设备，与所述电网调度设备连接，用于基于所述电网AGC指令，驱动所述储能装置进行能量储存或能量释放操作；以及
输出电网，分别于所述发电机组和所述储能装置连接，用于基于修正后的发电机组输出功率输出所述用电需求对应的电能；
其中当所述电网AGC指令为功率提升指令时，所述电网AGC指令包括控制发电机组输出功率达到发电机组额定功率的第一储能装置放电子指令、控制发电机组输出功率高于发电机组额定功率的第一储能装置充电子指令、以及控制发电机组输出功率等于发电机组额定功率的功率提高稳定子指令；
当所述电网AGC指令为功率降低指令时，所述电网AGC指令包括控制发电机组输出功率达到发电机组额定功率的第二储能装置充电子指令、控制发电机组输出功率高于发电机组额定功率的第二储能装置放电子指令、以及控制发电机组输出功率等于发电机组额定功率的功率降低稳定子指令。


2.根据权利要求1所述的储能AGC联合电网调频系统，其特征在于，所述发电机组具有最大机组功率调节速度；
如所述电网AGC指令为功率提升指令，且所述电网AGC指令设定的功率提升速度大于所述发电机组的最大机组功率调节速度；则所述电网AGC指令包括：
第一储能装置放电子指令，所述发电机组处于发电功率提升状态，所述储能装置释放能量到所述输出电网中；
第一储能装置充电子指令，所述发电机组处于发电高功率波动状态，所述储能装置从所述输出电网中存储能量；
功率提高稳定子指令，所述发电机组处于发电高功率稳定状态，所述储能装置处于待机状态；
如所述电网AGC指令为功率降低指令，且所述电网AGC指令设定的功率降低速度大于所述发电机组的最大机组功率调节速度，则所述电网AGC指令包括：
第二储能装置充电子指令，所述发电机组处于发电功率降低状态，所述储能装置从所述输出电网中存储能量；
第二储能装置放电子指令，所述发电机组处于发电低功率波动状态，所述储能装置释放能量到所述输出电网中；
功率降低稳定子指令，所述发电机组处于发电低功率稳定状态，所述储能装置处于待机状态。


3.根据权利要求2所述的储能AGC联合电网调频系统，其特征在于，
所述储能装置在所述电网AGC指令的第一储能装置放电子指令阶段释放到所述输出电网中的能量小于等于所述储能装置在所述电网AGC指令的第一储能装置充电子指令阶段从所述输出电网中存储的能量；
所述储能装置在所述电网AGC指令的第二储能装置充电子指令阶段从所述输出电网中存储的能量，大于等于所述储能装置在所述电网AGC指令的第二储能装置放电子指令阶段释放到所述输出电网中的能量。


4.根据权利要求2所述的储能AGC联合电网调频系统，其特征在于，
在所述第一储能装置放电子指令阶段，根据所述电网AGC指令设定的功率提升速度与所述发电机组的最大机组功率调节速度的差值，确定所述储能装置的能量释放速度；
在所述第一储能装置充电子指令阶段，根据所述储能装置的能量释放量，确定所述发电机组处于发电高功率波动状态的时间；
在所述第二储能装置充电子指令阶段，根据所述电网AGC指令设定的功率降低速度与所述发电机组的最大机组功率调节速度的差值，确定所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑役军，郑东冬，王永梅，
申请(专利权)人：深圳市图门新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44