一种独立储能电站参与二次调频的容量配置方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种独立储能电站参与二次调频的容量配置方法及系统，属于电网调频领域，容量配置方法包括：获取电力系统中典型日的区域控制偏差信号；将区域控制偏差信号分解为N个本征模函数以及余波；获取电力系统中参与调频的发电机组的最大调节速率之和；根据N个本征模函数、余波及最大调节速率之和，确定目标累加信号；进一步确定独立储能约束条件；基于独立储能约束条件，根据目标累加信号、独立储能电站的出力及初始荷电状态，以独立储能电站的能量容量最小为目标，确定独立储能电站参与二次调频的额定功率及能量容量。结合常规机组的调节能力，提高了电力系统的调频效果，进而提高了电力系统的稳定性。提高了电力系统的稳定性。提高了电力系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种独立储能电站参与二次调频的容量配置方法及系统


[0001]本专利技术涉及电网调频领域，特别是涉及一种独立储能电站参与二次调频的容量配置方法及系统。

技术介绍

[0002]新型电力系统具有广泛互联、智能互动、灵活柔性以及安全可控的特性，其中智能互动要求电网具有双向互动的能力，灵活柔性则要求电网具有充足的调峰调频能力。但随着高比例新能源不断接入电网，其波动性、随机性以及不可预测性对电网的安全稳定带来了很多问题，其中调频问题尤为突出。以往传统电力系统主要依靠常规机组提供调频能力，但在新型电力系统的条件下，由于受到调节速率的限制以及响应时间的延迟，常规机组参与调频无法及时地满足电网调频需求。新型储能技术具有延迟时间短、调节速率快以及调节精度高的优势，具有优良的调频性能，可以作为独立市场主体参与调频辅助服务市场，与常规机组共同满足电网的调频需求。
[0003]目前，储能参与调频的容量配置方法主要有以下三种：一是工程经验法，部分项目直接采用工程经验法确定储能配置，该类方法较为简单但难以较好地平衡储能装机规模与调节性能；二是优化模型法，如通过制定电化学储能的充放电策略，结合约束条件、目标函数等进行优化求解，该类方法可以设置不同的目标函数平衡储能装机规模与技术性，但该类方法目前多以储能与常规机组或新能源以联合调频的形式进行配置；三是信号分解法，通过将调频指令信号经过某种算法或者规则处理后分配给储能系统及其他机组，以此来提高调频性能，该类方法可以平衡储能装机规模与调节性能，主要依赖信号分解法的效果。可见，当前独立储能参与二次调频的容量配置方法均较少考虑调频辅助服务市场中其他调频机组的调节速率，导致调频效果并不理想，电力系统稳定性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种独立储能电站参与二次调频的容量配置方法及系统，可提高独立储能电站参与二次调频的调频效果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种独立储能电站参与二次调频的容量配置方法，包括：
[0007]获取电力系统中典型日的区域控制偏差信号；
[0008]将所述区域控制偏差信号分解为N个本征模函数以及余波；
[0009]获取电力系统中参与调频的发电机组的最大调节速率之和；
[0010]根据所述N个本征模函数、所述余波及所述最大调节速率之和，确定目标累加信号；
[0011]获取独立储能电站的出力及初始荷电状态；
[0012]根据所述目标累加信号、所述独立储能电站的出力及初始荷电状态，确定独立储能约束条件；
[0013]基于所述独立储能约束条件，根据所述目标累加信号、所述独立储能电站的出力及初始荷电状态，以独立储能电站的能量容量最小为目标，确定所述独立储能电站参与二次调频的额定功率及能量容量。
[0014]可选地，所述将所述区域控制偏差信号分解为N个本征模函数以及余波，具体包括：
[0015]采用集合经验模态分解方法，将所述区域控制偏差信号分解为N个本征模函数以及余波。
[0016]可选地，所述根据N个本征模函数、余波及所述最大调节速率之和，确定目标累加信号，具体包括：
[0017]针对第j次迭代，将第j个本征模函数到第N个本征模函数的信号进行累加，得到第j个累加信号；1≤j≤N；
[0018]判断第j个累加信号的变化率与所述最大调节速率之和的大小；
[0019]若第j个累加信号的变化率大于所述最大调节速率之和，则判断j是否等于N，若j等于N，则将第1个本征模函数至第j个本征模函数的信号及所述余波进行累加，得到目标累加信号，否则进行第j+1次迭代；
[0020]若第j个累加信号的变化率小于或等于所述最大调节速率之和，则将第1个本征模函数至第j个本征模函数的信号及所述余波进行累加，得到目标累加信号。
[0021]可选地，所述独立储能约束条件包括储能出力约束、荷电状态约束及调频需求约束；
[0022]所述储能出力约束为：
[0023]|ACE
st
(t)+P
st
(t)|≤ε|ACE
st
(t)|ε∈[0,1]；
[0024]其中，ACE
st
(t)为目标累加信号随时间变化的序列，t为时刻，P
st
(t)为独立储能电站的出力随时间变化的序列，ε为调控参数；
[0025]所述荷电状态约束为：
[0026][0027]其中，SOC(t)为荷电状态随时间变化的序列，SOC
ref
为独立储能电站的初始荷电状态，Δt
step
为时间序列的时间间隔，E
rate
为独立储能电站的能量容量；
[0028]所述调频需求约束为：
[0029]‑
P
rate
≤P
st
(t)≤P
rate
；
[0030]其中，P
rate
为独立储能电站的额定功率。
[0031]可选地，采用以下公式，确定所述独立储能电站参与二次调频的额定功率：
[0032][0033]其中，P
rate
为独立储能电站的额定功率，P
st
(t)为独立储能电站的出力随时间变化的序列，t为时刻。
[0034]为实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：
[0035]一种独立储能电站参与二次调频的容量配置系统，包括：
[0036]信号获取单元，用于获取电力系统中典型日的区域控制偏差信号；
[0037]信号分解单元，与所述信号获取单元连接，用于将所述区域控制偏差信号分解为N个本征模函数以及余波；
[0038]调节速率获取单元，用于获取电力系统中参与调频的发电机组的最大调节速率之和；
[0039]累加信号确定单元，分别与所述信号分解单元及所述调节速率获取单元连接，用于根据所述N个本征模函数、所述余波及所述最大调节速率之和，确定目标累加信号；
[0040]储能数据获取单元，用于获取独立储能电站的出力及初始荷电状态；
[0041]约束条件确定单元，分别与所述累加信号确定单元及所述储能数据获取单元连接，用于根据所述目标累加信号、所述独立储能电站的出力及初始荷电状态，确定独立储能约束条件；
[0042]功率和容量确定单元，分别与所述累加信号确定单元、所述储能数据获取单元及所述约束条件确定单元连接，用于基于所述独立储能约束条件，根据所述目标累加信号、所述独立储能电站的出力及初始荷电状态，以独立储能电站的能量容量最小为目标，确定所述独立储能电站参与二次调频的额定功率及能量容量。
[0043]可选地，所述信号分解单元采用集合经验模态分解方法，将所述区域控制偏差信号分解为N个本征模函数以及余波。
[0044]可选地，所述累加信号确定单元包括：
[0045]第一累加模块，与所述信号分解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种独立储能电站参与二次调频的容量配置方法，其特征在于，所述独立储能电站参与二次调频的容量配置方法包括：获取电力系统中典型日的区域控制偏差信号；将所述区域控制偏差信号分解为N个本征模函数以及余波；获取电力系统中参与调频的发电机组的最大调节速率之和；根据所述N个本征模函数、所述余波及所述最大调节速率之和，确定目标累加信号；获取独立储能电站的出力及初始荷电状态；根据所述目标累加信号、所述独立储能电站的出力及初始荷电状态，确定独立储能约束条件；基于所述独立储能约束条件，根据所述目标累加信号、所述独立储能电站的出力及初始荷电状态，以独立储能电站的能量容量最小为目标，确定所述独立储能电站参与二次调频的额定功率及能量容量。2.根据权利要求1所述的独立储能电站参与二次调频的容量配置方法，其特征在于，所述将所述区域控制偏差信号分解为N个本征模函数以及余波，具体包括：采用集合经验模态分解方法，将所述区域控制偏差信号分解为N个本征模函数以及余波。3.根据权利要求1所述的独立储能电站参与二次调频的容量配置方法，其特征在于，所述根据N个本征模函数、余波及所述最大调节速率之和，确定目标累加信号，具体包括：针对第j次迭代，将第j个本征模函数到第N个本征模函数的信号进行累加，得到第j个累加信号；1≤j≤N；判断第j个累加信号的变化率与所述最大调节速率之和的大小；若第j个累加信号的变化率大于所述最大调节速率之和，则判断j是否等于N，若j等于N，则将第1个本征模函数至第j个本征模函数的信号及所述余波进行累加，得到目标累加信号，否则进行第j+1次迭代；若第j个累加信号的变化率小于或等于所述最大调节速率之和，则将第1个本征模函数至第j个本征模函数的信号及所述余波进行累加，得到目标累加信号。4.根据权利要求1所述的独立储能电站参与二次调频的容量配置方法，其特征在于，所述独立储能约束条件包括储能出力约束、荷电状态约束及调频需求约束；所述储能出力约束为：|ACE
st
(t)+P
st
(t)|≤ε|ACE
st
(t)|ε∈[0,1]；其中，ACE
st
(t)为目标累加信号随时间变化的序列，t为时刻，P
st
(t)为独立储能电站的出力随时间变化的序列，ε为调控参数；所述荷电状态约束为：其中，SOC(t)为荷电状态随时间变化的序列，SOC
ref
为独立储能电站的初始荷电状态，Δt
step
为时间序列的时间间隔，E
rate
为独立储能电站的能量容量；所述调频需求约束为：
‑
P
rate
≤P
st
(t)≤P
rate
；其中，P
rate
为独立储能电站的额定功率。5.根据权利要求1所述的独立储能电站参与二次调频的容量配置方法，其特征在于，采用以下公式，确定所述独立储能电站参与二次调频的额定功率：其中，P
rate
为独立储能电站的额定功率，P
st
(t)为独立储能电站的出力随时间变化的序列，t为时刻。6.一种独立储能电站参与二次调频的容量配置系统，其特征在于，所述独立储能电站参与二次调频的容量配置系统包括：信号获取单元，用于获取电力系统中典型日的区域控制偏差信号；信号分解单元，与所述信号获取单元连接，用于将所述区域控制偏差信号分解为N...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋朋飞，亢朋朋，杨桂兴，郭小龙，樊国伟，翟文辉，刘德福，王诗铭，郑华，孙一飞，彭佩，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：