储能多场景应用协同控制方法技术

本发明专利技术涉及一种储能多场景应用协同控制方法，包括以下步骤：确定当日的调峰需求场景所在时段及调峰所需有功出力；识别储能当下调频和调压场景中的需求场景；确定储能所对应的在调频需求场景和调压需求场景下的场景模式；通过储能参与单调频场景和储能参与单调压场景的控制方法计算得到调频所需的储能有功出力和调压所需的储能无功出力，其中调峰所需有功出力与调频所需的储能有功出力的代数和为储能期望有功值，调压所需的储能无功出力为储能期望无功值。本发明专利技术旨在在现有储能电站满足电网削峰填谷场景的背景下充分利用储能剩余容量达到改善电网频率和电压环境的目的，以此缓解机组调频和调压的压力，延缓机组寿命。延缓机组寿命。延缓机组寿命。

【技术实现步骤摘要】
储能多场景应用协同控制方法
[0001]此申请专利为2020年05月07日提交的申请号为202010376627.2，名称为一种储能多场景应用协同控制方法的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种储能控制方法，具体涉及一种储能多场景应用协同控制方法。

技术介绍

[0003]我国能源转型的重要手段是提高清洁能源在发电中的比例，发展新能源是我国能源发展的基本方向。2018年，非化石能源发电量占全部发电量的比重约为30％，国家发展改革委、国家能源局在2016年12月29日发布的《能源生产和消费革命战略(2016－2030)》提出2030年比重力争达到50％，必须大力发展风电、光伏等新能源才能实现该目标。根据国际能源署《电力转型—风电、光伏以及灵活性电力系统的经济性》报告，因系统不同，可再生能源年发电量占比达到25％～40％时，亟须对电力系统传统电源配置、运行方式、输电规划等做出重大调整，提出新的电力系统规划、运行和控制方案等。
[0004]储能技术在提高电网对新能源的接纳能力、电网调频、削峰填谷、提高电能质量和电力可靠性等方面的重要作用已经在国际上达成共识。近年来，随着电化学储能技术的不断成熟、成本的快速下降，我国电化学储能增长迅速，总装机容量从2015年的105MW增长到2018年的1.034GW，年增长114％。储能从时间上对能量灵活搬运功能，可以使得可再生能源发电对电网更加友好、可控，参与电网调峰、调频等辅助服务，为电网安全运行提供支撑，还可以装置于用户侧，为用户提供峰谷调节、提升供电能力、提升供电可靠性等多种需求，因此，储能在发电侧、电网侧和用户侧均取得快速规模化应用，已经成为我国能源清洁化转型和能源互联网发展的重要组成部分和关键支撑技术。
[0005]储能技术在提高电网对新能源的接纳能力、电网调频、削峰填谷、提高电能质量和电力可靠性等方面的重要作用已经在国际上达成共识。储能的灵活性、特点和应用场景非常多，差异比较大，但根本上都是通过能量的时间转移存储，解决电力系统发用电的即发即用、时刻平衡带来不灵活的缺点，秒级到分钟级的能量平衡归为频率调节需求，小时级的能量平衡归为峰谷调节需求。另一方面，随着新能源的大规模快速增多，由于其发电的刚性，或可调节性较差，对电力系统的不同时间尺度能量平衡要求更高，带来更大的调峰调频需求。
[0006]从全社会角度看，通过储能进行能量的时间转移存储、发电和负荷曲线更优匹配，增强电力系统消纳更大规模清洁能源能力，提高电能质量，降低电力系统综合投资，达到电力供能更加清洁、综合社会成本更低的目的，从而增强我国工业竞争力、实现社会发展绿色低碳的最终目标。

技术实现思路

[0007]目前，储能多个应用场景中调峰应用为最经济，最成熟，最广泛的应用场景，因此
在满足调峰场景下提高储能利用率显得尤为重要。
[0008]为了提高储能利用率提高储能经济性，本专利技术提供的具体方案如下：
[0009]一种储能多场景应用协同控制方法，包括以下步骤：
[0010]S1.根据日前负荷预测曲线确定调峰需求，确定当日的调峰需求场景所在时段及调峰所需有功出力
△
P
pre
；
[0011]S2.根据所述实时频率和电压数据识别储能当下调频和调压场景中的需求场景；
[0012]S3.根据调频识别指标和调压识别指标大小确定储能所对应的在调频需求场景和调压需求场景下的场景模式；其中调频识别指标为如下的综合调频识别指标
△
F
t
：
[0013][0014]其中，
△
f为频率偏差，
△
f
i
为实时功率偏差所对应的频率偏差，为频率变化率，三者均为标幺值；μ1，μ2，μ3分别为三者之间的权重，μ1+μ2+μ3＝1，根据系统的仿真结果确定权重大小；
[0015]调压识别指标为如下的综合调压识别指标
△
U
t
：
[0016][0017]其中，
△
u为电压偏差量；
△
u
i
为电压累计变化量；为电压变化率；
△
u，
△
u
i
，均为标幺值；
[0018]S4.根据确定的需求场景以及每个需求场景下的场景模式，通过储能参与单调频场景和储能参与单调压场景的控制方法计算得到调频所需的储能有功出力
△
P
real
和调压所需的储能无功出力
△
Q
real
，其中调峰所需有功出力
△
P
pre
与调频所需的储能有功出力
△
P
real
的代数和为储能期望有功值，调压所需的储能无功出力
△
Q
real
为储能期望无功值；
[0019]S5.根据储能额定有功出力裕度P
e
和储能所连接的PCS容量S的约束判断储能期望有功值和期望无功值是否超过约束限值；若未超过约束限值，则储能期望有功值和储能期望无功值即为储能PCS的有功设定值和无功设定值；
[0020]S6.若超过约束限值，首先满足调峰所需有功出力
△
P
pre
，将满足调峰后的储能额定有功出力裕度P
e
‑
|
△
P
pre
|和储能所连接的PCS容量作为调频场景和调压场景的约束；若调峰后的储能额定有功出力裕度P
e
‑
|
△
P
pre
|>0则说明储能可参与调频场景，若储能所连接的PCS容量则说明储能可参与调压场景；
[0021]S7.判断所确定的储能需求场景是否存在调频场景和调压场景，若调频场景和调压场景中根据判断确定该场景存在并且储能可参与该场景，则确定该场景是储能预备参与场景；
[0022]S8.若所确定的储能预备参与场景仅有一个，则储能参与这个场景的控制，若所确定的储能预备参与场景有两个，即调频场景和调压场景，则判断储能调频对于储能调压来说是正作用还是反作用，若为正作用，则储能优先满足调频，后满足调压，若为反作用，则首
先通过优先级指标确定调频场景和调压场景的优先级，优先级指标较大的储能优先满足；
[0023]S9.根据优先级排序先后满足所述的储能预备参与场景，根据所述的调峰后的储能额定有功出力裕度P
e
‑
|
△
P
pre
|和储能所连接的PCS容量通过所确定的调频和调压的优先级先后确定储能在调频场景和调压场景中的参与模式。
[0024]优选地，S9中所述的确定储能在调压场景中的参与模式具体为：
[0025]获取实时电压数据，根据常规调压方法计算求得所需的无功出力；
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能多场景应用协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.根据日前负荷预测曲线确定调峰需求，确定当日的调峰需求场景所在时段及调峰所需有功出力
△
P
pre
；S2.根据所述实时频率和电压数据识别储能当下调频和调压场景中的需求场景；S3.根据调频识别指标和调压识别指标大小确定储能所对应的在调频需求场景和调压需求场景下的场景模式；其中调频识别指标为如下的综合调频识别指标
△
F
t
：其中，
△
f为频率偏差，
△
f
i
为实时功率偏差所对应的频率偏差，为频率变化率，三者均为标幺值；μ1，μ2，μ3分别为三者之间的权重，μ1+μ2+μ3＝1，根据系统的仿真结果确定权重大小；调压识别指标为如下的综合调压识别指标
△
U
t
：其中，
△
u为电压偏差量；
△
u
i
为电压累计变化量；为电压变化率；
△
u，
△
u
i
，均为标幺值；S4.根据确定的需求场景以及每个需求场景下的场景模式，通过储能参与单调频场景和储能参与单调压场景的控制方法计算得到调频所需的储能有功出力
△
P
real
和调压所需的储能无功出力
△
Q
real
，其中调峰所需有功出力
△
P
pre
与调频所需的储能有功出力
△
P
real
的代数和为储能期望有功值，调压所需的储能无功出力
△
Q
real
为储能期望无功值；S5.根据储能额定有功出力裕度P
e
和储能所连接的PCS容量S的约束判断储能期望有功值和期望无功值是否超过约束限值；若未超过约束限值，则储能期望有功值和储能期望无功值即为储能PCS的有功设定值和无功设定值；S6.若超过约束限值，首先满足调...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑军，王雪燕，尹绍杰，朱优优，林鹏，
申请(专利权)人：浙江大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：