一种火电机组-混合储能系统协调控制方法、介质及系统技术方案

本发明专利技术公开一种火电机组

【技术实现步骤摘要】
一种火电机组
‑
混合储能系统协调控制方法、介质及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统二次调频
，尤其涉及一种火电机组
‑
混合储能系统协调控制方法、介质及系统。

技术介绍

[0002]随着全球能源的日益紧张，气候变暖、环境污染问题已引起世界各国的广泛重视。在全球范围内开发和利用清洁能源，减少化石能源的使用，逐步向以清洁能源为主的能源结构转型的理念得到了国内外的广泛认可。
[0003]目前电力系统的二次调频任务主要由火电机组来承担，但火电机组在参与调频过程中，存在着响应速度慢，在跟踪调频指令的过程中表现吃力等问题，且由于火电机组其自身特性，频繁调频对其安全性和经济性都将造成巨大影响，极大损耗其寿命，故需要引入储能系统来辅助火电机组调频。
[0004]对于储能系统参与火电机组二次调频，现有技术着眼于使用储能系统来提高火电机组的二次调频效果及优化储能系统的容量配置，对于通过火电机组和储能系统协调控制，并未考虑火电机组因二次调频响应AGC(Automatic Generation Control，自动发电控制)指令而造成的寿命损耗的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种火电机组
‑
混合储能系统协调控制方法、介质及系统，以解决现有技术对于通过火电机组和储能系统协调控制，并未考虑火电机组因二次调频响应AGC指令而造成的寿命损耗的问题。
[0006]第一方面，提供一种火电机组
‑
混合储能系统协调控制方法，用于二次调频，所述混合储能系统包括：飞轮储能阵列和锂离子电池储能阵列，所述控制方法包括：
[0007]若接收到自动发电控制指令，则计算所述自动发电控制指令要求的输出功率与所述接收的时刻的火电机组的并网输出功率的差值的绝对值，得到待响应功率；
[0008]检测所述飞轮储能阵列的荷电状态是否在预设范围内；
[0009]若所述飞轮储能阵列的荷电状态在预设范围内，则根据所述待响应功率从所述火电机组、所述飞轮储能阵列和所述锂离子电池储能阵列中选择至少一个响应所述自动发电控制指令进行调频。
[0010]第二方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述第一方面实施例所述的火电机组
‑
混合储能系统协调控制方法。
[0011]第三方面，提供一种火电机组
‑
混合储能系统协调控制系统，包括：如上述第二方面实施例所述的计算机可读存储介质。
[0012]这样，本专利技术实施例，在飞轮储能阵列的荷电状态不超出预设范围时，根据自动发电控制指令与火电机组的并网输出功率的差值的大小，向火电机组和混合储能系统分配相
应的功率信号，有效减少了火电机组因响应自动发电控制指令造成的寿命损耗。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是本专利技术一优选实施例的火电机组
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混合储能系统协调控制方法的流程图；
[0015]图2是本专利技术另一优选实施例的火电机组
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混合储能系统协调控制方法的流程图；
[0016]图3是本专利技术实施例的火电机组
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混合储能系统协调控制策略框图；
[0017]图4是本专利技术实施例的混合储能系统拓扑结构示意图；
[0018]图5是飞轮储能阵列与锂离子储能阵列输出功率示意图；
[0019]图6是火电机组
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混合储能系统输出功率、火电机组功率及AGC指令对比示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]火电机组在响应自动发电控制指令时会频繁改变出力，因此，进入汽轮机的蒸汽流量频繁变化导致汽轮机转子温度变化，从而引起转子热应力、温度场及应力场发生改变，从而导致汽轮机转子寿命损耗，其寿命损耗计算方法为：W
r,l
＝L
r,l
·
k
i
。其中，W
r,l
表示火电机组因响应自动发电控制指令造成的累积损耗，L
r,l
表示火电机组单次响应自动发电控制指令造成的寿命损耗，k
i
表示火电机组响应自动发电控制指令的次数。
[0022]为了减少火电机组因响应自动发电控制指令而造成的寿命损耗，本专利技术实施例公开了一种火电机组
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混合储能系统协调控制方法。该方法用于二次调频。
[0023]具体的，混合储能系统主要分为功率型和能量型。其中，能量型储能的循环寿命较短、响应速度相对较低、初始投资成本低，但是具有较高的能量密度；功率型储能循环寿命较长、响应速度快、初始投资成本高，但其容量相对较低。基于此，如图4所示，本专利技术实施例将若干个功率型储能飞轮和能量型储能锂离子电池通过DC/AC变流器并联起来，构成一个飞轮储能阵列和一个锂离子电池储能阵列，再由飞轮储能阵列和锂离子电池储能阵列组成一个混合储能系统。即本专利技术实施例的混合储能系统包括：飞轮储能阵列和锂离子电池储能阵列，可充分发挥各个储能类型的优点，克服各自的缺点，辅助火电机组二次调频。
[0024]如图1和3所示，本专利技术一优选实施例的火电机组
‑
混合储能系统协调控制方法包括如下的步骤：
[0025]步骤S101：若接收到自动发电控制指令，则计算自动发电控制指令要求的输出功率与接收的时刻的火电机组的并网输出功率的差值的绝对值，得到待响应功率。
[0026]应当理解的是，接收的时刻指的是接收自动发电控制指令的时刻。
[0027]步骤S102：检测飞轮储能阵列的荷电状态是否在预设范围内。
[0028]飞轮储能阵列作为功率型储能单元，它的电量相比于锂离子电池储能阵列较小，不足以承担长时间的调频任务，故引入荷电状态控制策略。该荷电状态控制策略在保证了飞轮荷电状态处于设定范围内时，以便进行相应地响应。荷电状态可通过火电机组
‑
混合储能协调控制器进行监视。
[0029]步骤S103：若飞轮储能阵列的荷电状态在预设范围内，则根据待响应功率从火电机组、飞轮储能阵列和锂离子电池储能阵列中选择至少一个响应自动发电控制指令进行调频。
[0030]具体的，该步骤包括如下的三种情况：
[0031]一、若待响应功率小于混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火电机组
‑
混合储能系统协调控制方法，用于二次调频，其特征在于，所述混合储能系统包括：飞轮储能阵列和锂离子电池储能阵列，所述控制方法包括：若接收到自动发电控制指令，则计算所述自动发电控制指令要求的输出功率与所述接收的时刻的火电机组的并网输出功率的差值的绝对值，得到待响应功率；检测所述飞轮储能阵列的荷电状态是否在预设范围内；若所述飞轮储能阵列的荷电状态在预设范围内，则根据所述待响应功率从所述火电机组、所述飞轮储能阵列和所述锂离子电池储能阵列中选择至少一个响应所述自动发电控制指令进行调频。2.根据权利要求1所述的火电机组
‑
混合储能系统协调控制方法，其特征在于，所述根据所述待响应功率从所述火电机组、所述飞轮储能阵列和所述锂离子电池储能阵列中选择至少一个响应所述自动发电控制指令进行调频的步骤，包括：若所述待响应功率小于所述混合储能系统的响应功率，则保持所述接收的时刻的所述火电机组的并网输出功率不变，选择所述飞轮储能阵列响应所述自动发电控制指令进行调频；其中，若所述接收的时刻的所述火电机组的并网输出功率小于所述自动发电控制指令要求的输出功率，则控制所述飞轮储能阵列按照所述待响应功率放电；其中，若所述接收的时刻的所述火电机组的并网输出功率大于所述自动发电控制指令要求的输出功率，则控制所述火电机组采用与所述待响应功率相等的部分所述并网输出功率对所述飞轮储能阵列充电。3.根据权利要求1所述的火电机组
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混合储能系统协调控制方法，其特征在于，所述根据所述待响应功率从所述火电机组、所述飞轮储能阵列和所述锂离子电池储能阵列中选择至少一个响应所述自动发电控制指令进行调频的步骤，包括：若所述待响应功率不小于所述混合储能系统的响应功率，并且小于所述火电机组的响应功率，则保持所述接收的时刻的所述火电机组的并网输出功率不变，选择所述飞轮储能阵列和所述锂离子电池储能阵列共同响应所述自动发电控制指令进行调频；其中，若所述接收的时刻的所述火电机组的并网输出功率小于所述自动发电控制指令要求的输出功率，则控制所述飞轮储能阵列按照高频功率放电，同时，控制所述锂离子电池储能阵列按照低频功率放电；其中，若所述接收的时刻的所述火电机组的并网输出功率大于所述自动发电控制指令要求的输出功率，则控制所述火电机组采用与高频功率相等的部分所述并网输出功率对所述飞轮储能阵列充电，同时，控制所述火电机组采用与低频功率相等的部分所述并网输出功率对所述锂离子电池储能阵列充电；其中，所述高频功率和所述低频功率通过小波包分解所述待响应功率得到。4.根据权利要求1所述的火电机组
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混合储能系统协调控制方法，其特征在于，所述根据所述待响应功率从所述火电机组、所述飞轮储能阵列和所述锂离子电池储能阵列中选择至少一个响应所述自动发电控制指令进行调频的步骤，包括：若所述待响应功率不小于所述火电机组的响应功率，则选择所述火电机组和所述混合储能系统共同响应所述自动发电控制指令进行调频；其中，若所述接收的时刻的所述火电机组的并网输出功率小于所述自动发电控制指令
要求的输出功率，则控制所述火电机组的输出功率逐渐增大直到达到所述自动发电控制指令要求的输出功率，同时，控制所述混合储能系统放电，并且所述混合储能系统的放电功率逐渐减小直到为0；其中，若所述接收的时刻的所述火电机组的并网输出功率大于所述自动发电控制指令要求的输出功率，则控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗海荣，武鑫，张爽，夏绪卫，马志勇，闫振华，李永亮，高博，张庆平，马瑞，朱东歌，李晓龙，王峰，蔡建辉，
申请(专利权)人：华北电力大学国网宁夏电力有限公司，
类型：发明
国别省市：