一种飞轮储能参与电网调频的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种飞轮储能参与电网调频的控制方法及系统，属于电网调频领域，方法包括：获取频率偏差

【技术实现步骤摘要】
一种飞轮储能参与电网调频的控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电网调频领域，特别是涉及一种飞轮储能参与电网调频的控制方法及系统
。

技术介绍

[0002]随着能源结构转型步伐的加快，可再生能源比例将进一步增加，电力系统逐步向新型电力系统转化，而新型电力系统的最主要的特征之一是风
、
光等可再生能源发电大量接入以后，导致原来完全可控或者绝大部分可控变成了不可控，从而使得电力系统的属性和特征都发生了巨大的变化
。
电源端发电侧的不可控给电网频率安全带来了巨大挑战，因此需要引入新的调频手段缓解火电机组调频压力
。
[0003]飞轮储能作为储能系统的一种，具备爬坡速率快
、
响应时间短
、
可频繁充放电等优势
。
飞轮辅助火电机组进行电网调频不仅可以提高响应速度和调节精度，同时还能保障火电机组在短时间内输出功率不会发生太大变化，节省煤耗，延长机组使用寿命，因此在如今突出火电机组灵活性的背景下，研究飞轮储能系统辅助火电机组调频具有十分重要的现实和指导意义
。
[0004]但由于储能出力指令主要通过虚拟下垂控制和虚拟惯性控制确定，在应用功率型飞轮时，无法充分利用其短时间大功率充放的特性且容易导致飞轮容量快速耗尽，此外，上述控制策略并未考虑机组磨损
、
可能出现的反调问题，从而导致调频效果不佳
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种飞轮储能参与电网调频的控制方法及系统，可抑制反调问题，并减少火电机组的动作次数
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种飞轮储能参与电网调频的控制方法，包括：
[0008]获取频率偏差
、
一次调频负荷扰动频率偏差
、
负荷扰动前火电机组的输出功率
、
火电机组的实时功率及各飞轮储能单元的当前荷电状态；
[0009]根据所述频率偏差
、
所述负荷扰动前火电机组的输出功率及所述火电机组的实时功率，确定第一功率缺额；
[0010]根据所述第一功率缺额及各飞轮储能单元的当前荷电状态，控制各飞轮储能单元的输出功率；
[0011]根据所述一次调频负荷扰动频率偏差及所述负荷扰动前火电机组的输出功率，确定第二功率缺额；
[0012]根据所述第二功率缺额
、
所述频率偏差及各飞轮储能单元的当前荷电状态，控制各飞轮储能单元的输出功率
。
[0013]可选地，根据所述频率偏差
、
所述负荷扰动前火电机组的输出功率及所述火电机组的实时功率，确定第一功率缺额，具体包括：
[0014]根据所述频率偏差及所述负荷扰动前火电机组的输出功率，确定一次调频一次负荷扰动所需功率；
[0015]根据所述一次调频一次负荷扰动所需功率及所述火电机组的实时功率，确定第一功率缺额
。
[0016]可选地，采用以下公式确定一次调频一次负荷扰动所需功率：
[0017]P
pr
＝
‑
k
g
·
Δ
f+P0；
[0018]其中，
P
pr
为一次调频一次负荷扰动所需功率，
Δ
f
为频率偏差，
P0为负荷扰动前火电机组的输出功率，
k
g
为参与电网一次调频的发电机组的调差系数的倒数
。
[0019]可选地，采用以下公式确定第一功率缺额：
[0020]P
que1
＝
P
pr
‑
P
g(t)
；
[0021]其中，
P
que1
为第一功率缺额，
P
pr
为一次调频一次负荷扰动所需功率，
P
g(t)
为火电机组的实时功率
。
[0022]可选地，所述一次调频负荷扰动频率偏差包括一次调频一次负荷扰动频率偏差及一次调频二次负荷扰动频率偏差；
[0023]根据所述一次调频负荷扰动频率偏差及所述负荷扰动前火电机组的输出功率，确定第二功率缺额，具体包括：
[0024]根据所述一次调频一次负荷扰动频率偏差及所述负荷扰动前火电机组的输出功率，确定一次负荷扰动下火电机组输出功率；
[0025]根据所述一次调频二次负荷扰动频率偏差及所述负荷扰动前火电机组的输出功率，确定一次调频二次负荷扰动下实时所需功率；
[0026]根据所述一次负荷扰动下火电机组输出功率及所述一次调频二次负荷扰动下实时所需功率，确定第二功率缺额
。
[0027]可选地，采用以下公式确定一次负荷扰动下火电机组输出功率：
[0028]P
01
＝
‑
k
g
·
Δ
f1+P0；
[0029]其中，
P
01
为一次负荷扰动下火电机组输出功率，
Δ
f1为一次调频一次负荷扰动频率偏差，
P0为负荷扰动前火电机组的输出功率，
k
g
为参与电网一次调频的发电机组的调差系数的倒数
。
[0030]可选地，采用以下公式确定一次调频二次负荷扰动下实时所需功率：
[0031]P
pr2
＝
‑
k
g
·
Δ
f2+P0；
[0032]其中，
P
pr2
为一次调频二次负荷扰动下实时所需功率，
k
g
为参与电网一次调频的发电机组的调差系数的倒数，
Δ
f2为一次调频二次负荷扰动频率偏差，
P0为负荷扰动前火电机组的输出功率
。
[0033]可选地，采用以下公式确定第二功率缺额：
[0034]P
que2
＝
P
pr2
‑
P
01
；
[0035]其中，
P
que2
为第二功率缺额，
P
01
为一次负荷扰动下火电机组输出功率，
P
pr2
为一次调频二次负荷扰动下实时所需功率
。
[0036]可选地，根据所述第二功率缺额
、
所述频率偏差及各飞轮储能单元的当前荷电状态，控制各飞轮储能单元的输出功率，具体包括：
[0037]判断所述第二功率缺额与所述频率偏差的乘积是否小于或等于0，若是，则根据所
述第二功率缺额确定飞轮出力；否则，根据虚拟下垂控制的下垂系数及所述频率偏差确定飞轮出力；
[0038]根据所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种飞轮储能参与电网调频的控制方法，其特征在于，所述飞轮储能参与电网调频的控制方法包括：获取频率偏差
、
一次调频负荷扰动频率偏差
、
负荷扰动前火电机组的输出功率
、
火电机组的实时功率及各飞轮储能单元的当前荷电状态；根据所述频率偏差
、
所述负荷扰动前火电机组的输出功率及所述火电机组的实时功率，确定第一功率缺额；根据所述第一功率缺额及各飞轮储能单元的当前荷电状态，控制各飞轮储能单元的输出功率；根据所述一次调频负荷扰动频率偏差及所述负荷扰动前火电机组的输出功率，确定第二功率缺额；根据所述第二功率缺额
、
所述频率偏差及各飞轮储能单元的当前荷电状态，控制各飞轮储能单元的输出功率
。2.
根据权利要求1所述的飞轮储能参与电网调频的控制方法，其特征在于，根据所述频率偏差
、
所述负荷扰动前火电机组的输出功率及所述火电机组的实时功率，确定第一功率缺额，具体包括：根据所述频率偏差及所述负荷扰动前火电机组的输出功率，确定一次调频一次负荷扰动所需功率；根据所述一次调频一次负荷扰动所需功率及所述火电机组的实时功率，确定第一功率缺额
。3.
根据权利要求2所述的飞轮储能参与电网调频的控制方法，其特征在于，采用以下公式确定一次调频一次负荷扰动所需功率：
P
pr
＝
‑
k
g
·
Δ
f+P0；其中，
P
pr
为一次调频一次负荷扰动所需功率，
Δ
f
为频率偏差，
P0为负荷扰动前火电机组的输出功率，
k
g
为参与电网一次调频的发电机组的调差系数的倒数
。4.
根据权利要求2所述的飞轮储能参与电网调频的控制方法，其特征在于，采用以下公式确定第一功率缺额：
P
que1
＝
P
pr
‑
P
g(t)
；其中，
P
que1
为第一功率缺额，
P
pr
为一次调频一次负荷扰动所需功率，
P
g(t)
为火电机组的实时功率
。5.
根据权利要求1所述的飞轮储能参与电网调频的控制方法，其特征在于，所述一次调频负荷扰动频率偏差包括一次调频一次负荷扰动频率偏差及一次调频二次负荷扰动频率偏差；根据所述一次调频负荷扰动频率偏差及所述负荷扰动前火电机组的输出功率，确定第二功率缺额，具体包括：根据所述一次调频一次负荷扰动频率偏差及所述负荷扰动前火电机组的输出功率，确定一次负荷扰动下火电机组输出功率；根据所述一次调频二次负荷扰动频率偏差及所述负荷扰动前火电机组的输出功率，确定一次调频二次负荷扰动下实时所需功率；根据所述一次负荷扰动下火电机组输出功率及所述一次调频二次负荷扰动下实时所
需功率，确定第二功率缺额
。6.
根据权利要求5所述的飞轮储能参与电网调频的控制方法，其特征在于，采用以下公式确定一次负荷扰动下火电机组输出功率：
P
01
＝

【专利技术属性】
技术研发人员：洪烽，孙风东，梁博洋，房方，郝俊红，王玮，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：