一种源网荷储网络化协调频率控制方法技术

本发明专利技术公开了源网荷储网络化协调频率控制方法，所述方法包括：获取配电系统在电网二次调频过程中需要调控的有功功率总量

【技术实现步骤摘要】
一种源网荷储网络化协调频率控制方法


[0001]本专利技术涉及一种源网荷储网络化协调频率控制方法，属于配电网二次调频


技术介绍

[0002]随着大容量机组在电网中的比例不断增加，用结构变化引起负荷峰谷差逐步加大，而用户对电能质量的要求却在不断提高，电网频率稳定性的问题越来越受到重视。电力系统的频率是衡量电能质量的一大重要指标，是电力系统的正常可靠运行的一个重要保障，它反映了发电有功功率和负荷二者的平衡关系，对电力系统运行起着关键性的作用，更是电力系统运行好坏的重要控制参数，关系着大量用户的电力设备以及很多发电供电设备本身的效率和安全，与我们的日常生活息息相关。
[0003]当前电网调度极板采取“源随荷动、只调整集中式发电”的传统调度模式，主要调度集中式发电和电网，负荷和储能以及临近的外部可供电系统暂未纳入调度范畴。随着新能源占比逐年提高，电动汽车、储能设备等新型负荷比重不断上升，负荷聚合商、智能楼宇等新的用能形式不断涌现，电网运行特性发生新的变化，调频形势愈发严峻，电网运行调控难度不断增大，现有的调度模式逐渐难以解决新的调频需求，亟需从多样性、灵活性、协同性等方面优化完善运行调控手段，进一步解决电网安全运行问题和清洁能源消纳问题，实现社会综合效益最大化。传统调度模式因调频能力不足会切除大量负荷，会导致设备过载、断面越限等问题。
[0004]国家以大电网安全和日前电力平衡为重点，在精准负荷控制以及需求响应等方面进行了负荷调控的实践探索，积累了较多的经验，部分解决了电网安全问题和平衡问题。但是在源网荷储协同控制技术应用方面依然存在明显不足。尤其是目前国内缺乏针对地区电网的从电网全局层面进行源网荷储多元协调的控制方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种源网荷储网络化协调频率控制方法，能够实现功率供需平衡，能够根据电网频率变化进行适时调节，协调控制电网稳定运行。为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种源网荷储网络化协调频率控制方法，包括：
[0007]获取配电系统在电网二次调频过程中需要调控的有功功率总量ΔP；
[0008]根据获取到的有功功率总量，配电系统的源网荷储进行调频，分配功率调节量，判断调频后能否满足需要的有功功率总量；
[0009]若能满足需要的有功功率总量，判断发电单元是否发生功率越限：
[0010]若未发生功率越限，配电系统的有功功率平衡，完成电网频率调节；
[0011]若发生功率越限，修正源网荷储各发电单元的功率调节量并补足功率差额，使配电系统的有功功率平衡，完成电网频率调节；
[0012]若不能满足需要的有功功率总量，协调源网荷储和配电系统中其他资源，使配电系统的有功功率平衡，完成电网频率调节。
[0013]进一步地，所述配电系统包括源网荷储、备用储能电站及相邻外部系统，所述源网荷储包括：风机电站、光伏电站、微电网群、可调负荷、储能电站。
[0014]优选地，本专利技术所述的控制方法适用于配电网主动响应模式和配电网被动响应模式。
[0015]进一步地，获取配电系统在电网二次调频过程中需要调控的有功功率总量ΔP，包括：
[0016]对电网频率扰动进行检测，当电网发生频率扰动超越额定误差值时，采集当前时刻电网频率；
[0017]在主动响应模式下，配电系统根据一次调频后的频率偏差主动响应计算配网系统所需要补足的功率差额ΔP；在被动响应模式下，配电系统获取电力调度系统下发的功率调节量ΔP；ΔP即为要获取的有功功率总量。
[0018]优选地，依据以下不等式对电网频率进行扰动检测：
[0019]|f
s,t
‑
f0|≥a1ꢀꢀ
(1)
[0020][0021]其中，f
s,t
表示t时刻电网瞬时实时频率；f0表示电网额定频率；a1为设定开启电网频率采集的频率变化量阀值；b1为设定的开启电网频率采集的频率变化速率阀值。
[0022]优选地，在主动响应模式下，配网系统所需要补足的功率差额ΔP根据配电系统内部各单元计算得到：
[0023]风机电站计算出功：
[0024][0025]光伏电站计算出功：
[0026][0027]微电网群计算出功：
[0028][0029]储能电站计算出功：
[0030][0031]总出功：
[0032][0033]其中，Δf为电网系统当前频率距额定频率的差值，x、y、z、m分别为配电系统风机电站、光伏电站、微电网群、储能电站各自单元的个数；ΔP
风机电站i
为风机电站中第i个风机所需调节的出功，ΔP
光伏电站j
为光伏电站中第j个光伏板所需调节的出功，ΔP
微电网a
为微电网群中第a个微电网所需调节的出功，ΔP
储能电站b
为储能电站中第b个储能电池所需调节的出功；
k
风机电站i
为风机电站中第i个风机的调差系数，k
光伏电站j
为光伏电站中第j个光伏板的调差系数，k
微电网a
为微电网群中第a个微电网的调差系数，k
储能电站b
为储能电站中第b个储能电池的调差系数；ΔP为配电网系统所需调节有功功率总量。
[0034]进一步地，判断配电系统的源网荷储调频后能否满足需要的有功功率总量，包括：
[0035]计算配电系统源网荷储有功功率可调节总量C；
[0036]比较获取的有功功率总量ΔP与计算得到的配电系统源网荷储有功功率可调节总量C的大小；
[0037]若ΔP≤C，则配电系统的源网荷储协调运行后能满足需要的有功功率总量；
[0038]若ΔP＞C，则配电系统的源网荷储协调运行后不能满足需要的有功功率总量。
[0039]优选地，计算配电系统源网荷储有功功率可调节总量，通过下式计算：
[0040][0041]其中，max WT表示配电系统风机电站的最大可调容量，max PV表示配电系统光伏电站的最大可调容量，max CDER表示配电系统微电网的最大可调容量，max ESU表示配电系统储能电站的最大可调容量，C为配电系统源网荷储总的最大可调容量，表示配电系统源网荷储有功功率可调节总量C。
[0042]优选地，基于源、网、荷、储的调差系数，进行第一次发电源功率调节任务的分配，分配方式如下：
[0043][0044]Y
i
＝chengji
÷
kWT
j
，i＝j＝(1,2,
…
,x)
ꢀꢀ
(10)
[0045]Y
i
＝chengji
÷
kPV
j
，i＝(x+1,x+2,
…
,x+y)，j＝(1,2,
…
,y)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种源网荷储网络化协调频率控制方法，其特征在于，包括：获取配电系统在电网二次调频过程中需要调控的有功功率总量ΔP；根据获取到的有功功率总量，配电系统的源网荷储进行调频，分配功率调节量，判断调频后能否满足需要的有功功率总量；若能满足需要的有功功率总量，判断发电单元是否发生功率越限：若未发生功率越限，配电系统的有功功率平衡，完成电网频率调节；若发生功率越限，修正源网荷储各发电单元的功率调节量并补足功率差额，使配电系统的有功功率平衡，完成电网频率调节；若不能满足需要的有功功率总量，协调源网荷储和配电系统中其他资源，使配电系统的有功功率平衡，完成电网频率调节。2.根据权利要求1所述源网荷储网络化协调频率控制方法，其特征在于，所述配电系统包括源网荷储、备用储能电站及相邻外部系统，所述源网荷储包括：风机电站、光伏电站、微电网群、可调负荷、储能电站。3.根据权利要求1所述的源网荷储网络化协调频率控制方法，其特征在于，获取配电系统在电网二次调频过程中需要调控的有功功率总量ΔP，包括：对电网频率扰动进行检测，当电网发生频率扰动超越额定误差值时，采集当前时刻电网频率；在主动响应模式下，配电系统根据一次调频后的频率偏差主动响应计算配网系统所需要补足的功率差额ΔP；在被动响应模式下，配电系统获取电力调度系统下发的功率调节量ΔP；ΔP即为要获取的有功功率总量。4.根据权利要求1所述的源网荷储网络化协调频率控制方法，其特征在于，判断配电系统的源网荷储调频后能否满足需要的有功功率总量，包括：计算配电系统源网荷储有功功率可调节总量C；比较获取的有功功率总量ΔP与计算得到的配电系统源网荷储有功功率可调节总量C的大小；若ΔP≤C，则配电系统的源网荷储协调运行后能满足需要的有功功率总量；若ΔP＞C，则配电系统的源网荷储协调运行后不能满足需要的有功功率总量。5.根据权利要求1所述的源网荷储网络化协调频率控制方法，其特征在于，若发生功率越限，修正源网荷储各发电单元的功率调节量并补足功率差额，包括：将发生功率越限行为的发电单元的出功量调至最大值，配电系统源网荷储中其他发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳东，窦春霞，张智俊，岳文斌，丁孝华，罗剑波，李延满，黄堃，韩韬，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：