用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法及系统技术方案

本公开提出了用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法及系统，包括：将网频划分不同区间，包括一次调频网频死区间、小扰动段区间、大扰动段区间、超大增向扰动段区间、超大负向扰动段区间值；基于采集的电网频率判断所处的区间利用对应的控制器分级控制，其中，一次调频升负荷由飞轮储能和锂电池储能按分级控制承载完成；一次调频降负荷由飞轮储能、锂电池储能和核电机组按分级控制承载完成。本发明专利技术提出的核电机组参与网频超大增向扰动进行一次调频控制控制策略，充分利用核电机组运行控制特性，针对核电机组满负荷常态工况下具备降负荷单向能力(机组升负荷受限)控制有很好匹配性和适用性，提高核电机组一次调频的经济性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法及系统


[0001]本公开属于一次调频
，尤其涉及用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]核电机组存在燃料能量密度大、零碳排放、技术成熟度高等优点，装机容量占比日益增大。按照国家能源结构调整和发展规划，电网侧迫切需要核电机组具备较强一次调频能力，来辅助保障区域的电网供电平衡和供电品质。
[0004]目前从核电机组参与电网一次调频研究来看，核电机组一次调频功能投入存在以下制约问题：
[0005]1、核电机组安全控制限制条件多，一旦达到安全限制工况，将闭锁一次调频作用。
[0006]2、一次调频频繁作用时，反应堆控制棒多频次动作易造成棒驱动机构磨损大。
[0007]3、核电机组带满负荷为常态工况，核电机组满负荷时不具备一次调频上调负荷能力。

技术实现思路

[0008]为克服上述现有技术的不足，本公开提供了用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法，利用多控制器联合完成核电厂一次调频控制功能。
[0009]为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0010]第一方面，公开了用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法，包括：
[0011]将网频划分不同区间，包括一次调频网频死区间、小扰动段区间、大扰动段区间、超大增向扰动段区间、超大负向扰动段区间值；
[0012]基于采集的电网频率判断所处的区间利用对应的控制器分级控制，其中，一次调频升负荷由飞轮储能和锂电池储能按分级控制承载完成；一次调频降负荷由飞轮储能、锂电池储能和核电机组按分级控制承载完成。
[0013]进一步的技术方案，当网频处于网频小扰动段，一次调频动作量由飞轮储能通过充放电完成。
[0014]进一步的技术方案，当网频处于网频大扰动段，一次调频动作量由飞轮储能和锂电池储能通过充放电联合完成，其中飞轮储能一次调频动作量等于其定义设置最大调频幅度值。
[0015]进一步的技术方案，当网频处于网频超大增向扰动段，一次调频动作量由飞轮储能、锂电池储能和核电机组联合完成，其中飞轮储能一次调频动作量等于定义设置第一级控制器最大调频幅度值、锂电池储能一次调频动作量等于定义设置第二级控制器最大调频幅度值。
[0016]进一步的技术方案，当网频处于网频超大负向扰动段，一次调频动作量由飞轮储能、锂电池储能联合完成，其中飞轮储能一次调频动作量等于定义设置第一级控制器最大调频幅度值、锂电池储能一次调频动作量等于定义设置第二级控制器最大调频幅度值。
[0017]进一步的技术方案，分级控制时三个控制器中，第一级控制器定义设置一次调频最大调频幅度、第二级控制器定义设置一次调频最大调频幅度及第三级控制器定义设置一次调频最大调频幅度。
[0018]进一步的技术方案，当电网频率区间处于一次调频动作死区，一次调频分配控制器输出一次调频一～三级指令值为零，飞轮储能、锂电池储能、核电机组接收到一次调频指令值为零，飞轮储能、锂电池储能、核电机组一次调频控制输出为零。
[0019]进一步的技术方案，当网频处于网频小扰动段的下限时，只有第一级控制器对应的飞轮储能功率控制器接收到一级调频指令值，飞轮储能的功率控制器进行一次调频动作控制，进入放电状态，对电网供电；
[0020]当网频处于网频小扰动段的上限时，只有第一级控制器对应的飞轮储能的功率控制器接收到一级调频指令值，飞轮储能的功率控制器进行一次调频动作控制，进入充电状态，从电网吸收电。
[0021]第二方面，公开了用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制系统，包括：
[0022]网频划分模块，被配置为：将网频划分不同区间，包括一次调频网频死区间、小扰动段区间、大扰动段区间、超大增向扰动段区间、超大负向扰动段区间值；
[0023]分级控制模块，被配置为：基于采集的电网频率判断所处的区间利用对应的控制器分级控制，其中，一次调频升负荷由飞轮储能和锂电池储能按分级控制承载完成；一次调频降负荷由飞轮储能、锂电池储能和核电机组按分级控制承载完成。
[0024]进一步的技术方案，所述第一级控制器接收一次调频一级指令，通过飞轮储能充放电控制，参与除设置定义一次调频网频死区外的一次调频控制，网频小扰动段一次调频控制由第一级控制器独自承载控制；
[0025]所述第二级控制器接收一次调频二级指令，通过锂电池储能充放电控制，参与除设置定义一次调频网频死区和小扰动区域段外的一次调频控制，对网频大扰动段一次调频控制由第一级控制器和第二级控制器联合承载控制，其中第一级控制器一次调频动作量为第一级控制器设置最大调频幅度值；
[0026]所述第三级控制器接收一次调频三级指令，通过核电机组降负荷控制，参与设置定义的网频超大增向扰动段一次调频控制；网频处于超大增向扰动段工况时，一次调频控制由第一级控制器、第二级控制器和第三级控制器联合承载控制，其中第一级控制器和第二级控制器一次调频动作量，分别为各控制器设置最大调频幅度值。
[0027]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0028]本专利技术根据网频扰动范围对一次调频实施分级控制，飞轮储能作为第一级控制器，锂电池储能作为第二级控制器，核电机组作为第三级控制器，三控制器来联合完成核电厂一次调频控制功能。
[0029]本专利技术利用飞轮加锂电池混合储能辅助核电一次调频，有效减少核电机组参与一次调频承载量，避免反应堆控制棒驱动机构调频磨损，针对性解决核电一次调频安全受限制约，大大提高核电机组一次调频的安全性。
[0030]本专利技术提出的核电机组参与网频超大增向扰动进行一次调频控制控制策略，充分利用核电机组运行控制特性，针对核电机组满负荷常态工况下具备降负荷单向能力(机组升负荷受限)控制有很好匹配性和适用性，提高核电机组一次调频的经济性。
[0031]本专利技术充分将各单元(飞轮、锂电池和核电机组)特性最优组合利用，有投资成本少，能量密度高，使用寿命长，无污染，调频响应能力好的巨大优势效应。
[0032]本专利技术提出一次调频实施分级控制方案，对于网频扰动常态工况(小扰动工况)，飞轮储能利用自身强大调频优势，承载完成核电厂一次调频控制；对网频扰动处于非常态扰动(大扰动或超大扰动)，锂电池储能和核电机组利用自身调频优势，按分级控制方案与飞轮储能联合进行一次调频控制；本专利技术充分将各单元(飞轮、锂电池和核电机组)特性优势组合利用，具有巨大优势效应；针对性解决核电机组现有一次调频多重制约问题，大大提高核电机组一次调频的安全性和经济效益，能很好满足电网一次调频的控制要求。
[0033]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0034]构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法，其特征是，包括：将网频划分不同区间，包括一次调频网频死区间、小扰动段区间、大扰动段区间、超大增向扰动段区间、超大负向扰动段区间值；基于采集的电网频率判断所处的区间利用对应的控制器分级控制，其中，一次调频升负荷由飞轮储能和锂电池储能按分级控制承载完成；一次调频降负荷由飞轮储能、锂电池储能和核电机组按分级控制承载完成。2.如权利要求1所述的用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法，其特征是，当网频处于网频小扰动段，一次调频动作量由飞轮储能通过充放电完成。3.如权利要求1所述的用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法，其特征是，当网频处于网频大扰动段，一次调频动作量由飞轮储能和锂电池储能通过充放电联合完成，其中飞轮储能一次调频动作量等于其定义设置最大调频幅度值。4.如权利要求1所述的用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法，其特征是，当网频处于网频超大增向扰动段，一次调频动作量由飞轮储能、锂电池储能和核电机组联合完成，其中飞轮储能一次调频动作量等于定义设置第一级控制器最大调频幅度值、锂电池储能一次调频动作量等于定义设置第二级控制器最大调频幅度值。5.如权利要求1所述的用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法，其特征是，当网频处于网频超大负向扰动段，一次调频动作量由飞轮储能、锂电池储能联合完成，其中飞轮储能一次调频动作量等于定义设置第一级控制器最大调频幅度值、锂电池储能一次调频动作量等于定义设置第二级控制器最大调频幅度值。6.如权利要求1所述的用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法，其特征是，分级控制时三个控制器中，第一级控制器定义设置一次调频最大调频幅度、第二级控制器定义设置一次调频最大调频幅度及第三级控制器定义设置一次调频最大调频幅。7.如权利要求1所述的用混合储能辅助核电机组一次调频功能控制方法，其特征是，当电网频率区间处于一次调频动作死区，一次调频分配控制器输出一次调频一～三级指令值为零，飞轮储能、锂电池储能、核电机组...

【专利技术属性】
技术研发人员：仵华南，李华东，李昌卫，牟旭涛，王子奇，张鹏，王国成，杨锋，邱涛，张永明，任俊杰，马志勇，
申请(专利权)人：山东中实易通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：