一种储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法技术

本发明专利技术公开了一种储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法。包括：对储能站储能电池荷电状态进行分区；计算不同荷电状态区间内，储能模拟下垂响应的单位调节功率；计算电网中各调频机组单位调节功率总和；计算储能站未参与一次调频时，允许频率偏差最大情况下的负荷扰动值；计算储能参与一次调频后，上述最大负荷扰动下频率变化量；计算储能在不同荷电状态下的有功变化量即储能参与一次调频的有功裕度。本发明专利技术提供的一种储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法,能够考虑储能荷电状态的变化,基于储能站有功裕度对一次调频能力进行限制，防止过冲或过放。在储能应对调峰进行有功充放电时应留有一定的有功裕度以满足系统一次调频需求。以满足系统一次调频需求。以满足系统一次调频需求。

【技术实现步骤摘要】
一种储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法


[0001]本专利技术属于电力系统储能参与电网调峰调频领域，尤其涉及一种储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法。

技术介绍

[0002]随着新能源占比的不断提高，系统调峰调频容量迅速减少，使得电网调峰调频能力下降。储能作为一种重要措施，是辅助电网调峰调频的优良资源。储能可平抑功率的大幅度波动以及短时功率平衡需求，作用时间从数秒至数分钟，以辅助调峰、调频；在调频调峰辅助服务中，储能用于长时间尺度的功率调节，可实现高储低送的功能，主要用于应对系统调峰及联络线阻塞等问题。储能在调峰和调频两种功能模式下如何协调有功出力是十分关键的问题。
[0003]在储能进行调峰发出或吸收有功的同时应留有一定的有功裕度以满足调频需求。若储能以最大出力充放电，而有功裕度不足的情况下，可能导致一次调频失败，最终造成系统频率偏差增大。或储能因调频而频繁超出最大功率运行，使储能设备受到损伤。又由于储能本身有容量限制，在荷电低状态放电与荷电高状态时充电均需要留有一定有功裕度以满足一次调频需求，防止过充或过放。因此寻找一种储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法，以确定储能最大充放电所需要留有的有功裕度具有十分重要的意义。
[0004]目前并未有对于储能站一次调频有功调节裕度的量化计算方法，多数研究集中于探索储能参与调峰过程中为调频留有的储能电池容量裕度，对储能电池的荷电状态进行分区时，设置储能电池禁用区、调频区、调峰充电区、调峰放电区四类荷电状态分区，以保证储能电池的调峰和调频两种模式能够协调运行。以上方法没有充分考虑储能有功出力的限制，未留有一定的有功裕度来满足一次调频的需求，可能导致一些情况下无法有效调频。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提出一种储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法，用于解决储能调峰出力过大而未留有一定调频有功裕度问题，为储能参与电网一次调频提供参考。
[0006]1.一种储能站参与一次调频的量有功调节裕度量化计算方法，包括以下步骤：
[0007]S1：对储能站储能电池荷电状态进行分区；
[0008]S2：计算不同荷电状态区间内，储能模拟下垂响应的单位调节功率；
[0009]S3：计算电网中各调频机组单位调节功率总和；
[0010]S4：计算储能站未参与一次调频时，允许频率偏差最大情况下的负荷扰动值；
[0011]S5：计算储能参与一次调频后，上述最大负荷扰动下频率变化量；
[0012]S6：计算储能在不同荷电状态下的有功变化量即储能参与一次调频有功裕度。
[0013]2.所述S1包括以下步骤：
[0014]S101：确定储能电池最佳充放电深度及最大充放电深度；
[0015]S102：对储能电池荷电状态进行分区，规定充电调频区、放电调频区、禁用区等。
[0016]3.所述S2包括以下步骤：
[0017]S201:确定储能模拟下垂响应的最大单位调节功率K
max
；
[0018]S202:构建基于储能荷电状态反馈的充放电单位调节功率函数，并计算不同荷电状态下的充放电单位调节功率。充放电单位调节功率函数为：
[0019]充电：
[0020]放电：
[0021]其中：K
max
为最大下垂系数，SOC为储能电池荷电状态，SOC
mid
为荷电状态中间值，取值为0.5。
[0022]4.所述S3包括以下步骤：
[0023]S301：获取参与调频的各机组的单位调节功率K
G1
、K
G2
…
K
Gn
；
[0024]S302：计算电网中各调频机组单位调节功率总和其所用公式为：
[0025][0026]其中：K
Gi
为各调频机组的单位调节功率，ΔP
Ln
为第n台调频机组频率变化Δf情况下对应的有功出力变化。
[0027]5.所述S4包括以下步骤：
[0028]S401：获取储能所在电网下，负荷的频率调节效应系数K
L
；
[0029]S402：设置期望的一次调频频率允许偏差最大值Δf1；
[0030]S403：计算储能站未参与一次调频时，允许频率偏差最大情况下的负荷扰动值ΔP。其公式为：
[0031][0032]其中：Δf1表示频率偏差值，表示各调频机组单位调节功率总和，K
L
表示负荷的频率调节效应系数。
[0033]6.所述S5包括以下步骤：
[0034]S501：计算储能参与一次调频后，步骤S403中所述负荷扰动下频率变化量Δf2。其所用公式为：
[0035][0036]其中：Δf2表示步骤S403中所述负荷扰动下频率偏差值，表示各调频机组单位调节功率总和，K
L
表示负荷的频率调节效应系数，K
d
表示储能模拟下垂响应下的单位调节功率。
[0037]7.所述S6包括以下步骤：
[0038]S601：计算储能在不同荷电状态下的有功变化量即储能参与一次调频的有功裕度P
m
，其公式为：
[0039]ΔP
m
＝
‑
Δf2×
K
d
ꢀꢀꢀ
(6)
[0040]其中：Δf2表示步骤S403中所述负荷扰动下频率偏差值，K
d
表示储能模拟发电机下垂响应下的单位调节功率。
[0041]本专利技术提供的一种储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法，通过对储能站储能电池荷电状态进行分区；计算不同荷电状态区间内，储能模拟下垂响应的单位调节功率；计算电网中各调频机组单位调节功率总和；计算储能站未参与一次调频时，允许频率偏差最大情况下的负荷扰动值；计算储能参与一次调频后，上述最大负荷扰动下频率变化量；计算储能有功变化量即有功裕度。充分考虑了储能电池荷电状态的变化，基于有功裕度对一次调频能力进行限制，防止过充或过放。在储能进行调峰过程中的有功充放电应留有一定的有功裕度以满足调频需求。
附图说明
[0042]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0043]图1是本专利技术提供的一种储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法流程图；
[0044]图2是本专利技术提供的储能电池荷电状态分区示意图。
[0045]图3是本专利技术提供的电池储能模拟发电机下垂响应的充放电单位调节功率函数曲线。
[0046]图4是修改后的IEEE RTS
‑
24节点测试系统。
[0047]图5是修改后的IEEE RTS
‑
24节点测试系统日负荷波动情况。
具体实施方式
[0048]为了清楚了解本专利技术的技术方案，将在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法，其特征在于,所述有功调节裕度量化计算方法包括以下步骤：S1：对储能站储能电池荷电状态进行分区；S2：计算不同荷电状态区间内，储能模拟下垂响应的单位调节功率；S3：计算电网中各调频机组单位调节功率总和；S4：计算储能站未参与一次调频时，允许频率偏差最大情况下的负荷扰动值；S5：计算储能参与一次调频后，上述最大负荷扰动下频率变化量；S6：计算储能在不同荷电状态下的有功变化量即储能参与一次调频的有功裕度。2.根据权利要求1所述的储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法，其特征在于,所述S1包括以下步骤：S101：确定储能电池最佳充放电深度及最大充放电深度；S102：对储能电池荷电状态进行分区，规定充电调频区、放电调频区、禁用区等。3.根据权利要求1所述的储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法，其特征在于,所述S2包括以下步骤：S201:确定储能模拟下垂响应的最大单位调节功率K
max
；S202:构建基于储能荷电状态反馈的充放电单位调节功率函数，并计算不同荷电状态下的充放电单位调节功率。充放电单位调节功率函数为：充电：放电：其中：K
max
为最大下垂系数0，SOC为储能电池荷电状态，SOC
mid
为荷电状态中间值，取值为0.5。4.根据权利要求1所述的储能站参与一次调频的有功调节裕度量化计算方法，其特征在于,所述S3包括以下步骤：S301：获取参与调频的各机组的单位调节功率K
G1
、K
G2
…
K
Gn
；S302：计算电网中各调频机组单位调节功率总和其所用公式为：其中：K
Gi

【专利技术属性】
技术研发人员：申自裕，刘文颖，印欣，宋朋飞，张尧翔，王方雨，张雨薇，张雯程，庞清仑，崔振东，王都亮，胡阳，朱丽萍，陈鑫鑫，李潇，郇悦，刘紫东，曾贇，杨美颖，韩小齐，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：