【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统调频研究领域，特别涉及一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法。
技术介绍
1、随着新能源发电技术的不断进步，其装机容量明显增加，但由于自身具有弱惯性及不稳定性等特点，将其进行大规模并网后，电力系统稳定运行会受到严重影响，电网频率波动风险加剧，而此时传统调频机组例如火电机组存在响应时间长、爬坡速度慢、调频容量不足等问题，不能准确跟踪电网的调度指令响应，另外频繁的动作导致设备磨损，严重影响使用寿命，这些因素制约着火电机组参与电网一次调频的效果，因此仅靠火电机组已无法满足调频需求。
2、在这背景下，储能技术的应用成为解决新能源并网问题的重要手段。储能技术可分为电化学储能、电磁储能和机械储能等形式，其中超级电容器(电磁储能)、蓄电池储能(电化学储能)、抽水蓄能和飞轮储能(机械储能)技术均可适用于辅助一次调频中。储能技术具有响应速度快、功率可调等优点，能够有效地吸收新能源发电的波动，有利于提高电网的稳定性。
3、但现有的储能参与一次调频的技术仍存在一些挑战和不足。一方面，单一的储能技术难以满足系统的全面需求，如飞轮储能虽响应快，但储能容量有限；而锂电池储能虽容量大，但充放电速率有限，难以快速响应电网频率的瞬时变化。另一方面，储能系统的控制策略尚未成熟，难以实现快速、准确的一次调频。
4、因此，火电机组配置混合储能参与一次调频的技术显得尤为重要。该技术充分利用飞轮储能和锂电池储能的优点，通过优化控制策略，提高电力系统的调频能力和调峰效果。火电机组配置混合储能参与一次调频的
技术实现思路
1、本专利技术需要解决的技术问题是：提供一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，以实现动态控制混合储能系统的输出功率，利用混合储能系统的快速精准响应特性来弥补常规火电机组的缺点，使得混合储能装置能够更加精确地满足电网调频需求，提高整个系统的响应速度和频率稳定性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，该控制方法基于的电网系统中设置有参与电网调频的火电机组和飞轮储能和锂电池储能，该控制方法包括设置飞轮储能、锂电池储能的死区，使混合储能系统有次序响应电网频率偏差；基于荷电状态的飞轮储能约束出力控制；基于动态下垂系数的锂电池储能的出力控制。
4、本专利技术进一步的改进在于，该控制方法具体包括以下步骤：
5、s1.储能系统实时检测电网频率偏差和储能荷电状态，首先设定飞轮储能、锂电池储能和火电机组的调频死区的大小关系为判断频率偏差是否满足满足该条件，超出飞轮储能调频死区，进行步骤s2；不满足该条件，频率偏差在调频死区内时，混合储能不动作；
6、s2设定socf.min、socf.low、socf.high、socf.max分别对应飞轮储能soc值的最小值、较小值、较大值、最大值，数值为0、0.4、0.6、1；socb.min、socb.low、socb.high、socb.max分别对应锂电池储能soc最小值、较小值、较大值、最大值，数值为0.2、0.45、0.55、0.8；判断频率偏差是否满足条件若满足该条件，频率偏差在飞轮储能死区外，在锂电池储能死区内，仅飞轮储能动作参与调频，进行步骤s3,；若不满足该条件，频率偏差在锂电池储能死区外，飞轮储能、锂电池储能和火电机组均可参与调频，根据各储能soc状态判断是否出力、出力大小，进行步骤6；
7、s3判断系统频率偏差是否满足δf＞0，若满足该条件，此时系统机械功率大于电磁功率，需要混合储能充电，进行步骤s4；若频率偏差不在该区间时，此时系统机械功率小于电磁功率，需要混合储能放电，进行步骤5；
8、s4根据监测反馈的飞轮储能的soc值，判断是否满足条件socf≤0.6，若满足该条件，则飞轮储能按最大充电功率进行充电动作，此时由飞轮储能单独出力，进行步骤s13；若不满足该条件，则飞轮储能储电量接近最大值，不适合再按最大充电功率工作，由基于荷电状态的约束控制出力，进行步骤s13；
9、s5根据监测反馈的飞轮储能的soc值，判断是否满足条件socf≥0.4，若满足该条件，则飞轮储能按最大输出功率进行放电动作，此时由飞轮储能单独出力，进行步骤s13；若不满足该条件，则飞轮储能储电量接近最小值，不适合再按最大放电功率工作，由基于荷电状态的约束控制出力，进行步骤s13；
10、s6判断系统频率偏差是否满足δf＞0，若满足该条件，此时系统机械功率大于电磁功率，需要混合储能充电，进行步骤s7；若不满足该条件，此时系统机械功率小于电磁功率，需要混合储能放电，进行步骤s10；
11、s7飞轮储能先动作，根据监测反馈的飞轮储能的soc值，判断是否满足条件socf≤0.6，若满足该条件，则飞轮储能有可充电余量，按最大充电功率进行充电动作，此时由飞轮储能单独出力，进行步骤s13；若不满足该条件，则飞轮储能储电量已接近最大值，不适合再按最大充电功率工作，由基于荷电状态的约束控制出力，飞轮储能soc值不足，锂电池储能开始动作，进行步骤s8；
12、s8根据监测实时反馈的锂电池储能的soc值，判断是否满足条件sobb≤0.55，若满足该条件，则储能电池调频容量相对充足，锂电池储能以kmax出力，此时由飞轮储能和锂电池储能共同参与一次调频，进行步骤s13；若不满足该条件，进行步骤s9；
13、s9根据监测实时反馈的锂电池储能的soc值，判断是否满足条件socb≤0.8，若满足该条件，则锂电池储电量已接近最大值，不适合按最大充电功率工作，采用变k下垂控制，此时由飞轮储能和锂电池储能共同参与一次调频，进行步骤s13；若不满足该条件，此时锂电池储能储电量达到最大值，锂电池停止出力，其下垂系数等于零，火电机组开始动作参与调频，此时由飞轮储能和火电机组共同参与一次调频，进行步骤s13；
14、s10飞轮储能先动作，根据监测反馈的飞轮储能的soc值，判断是否满足条件socf≥0.4，若满足该条件，则飞轮储能储电量充足，按最大输出功率进行放电动作，此时由飞轮储能单独出力，进行步骤s13；若不满足该条件，则飞轮储能储电量接近最小值，已不适合再按最大放电功率工作，此时由基于荷电状态的约束控制其出力，飞轮储能soc值不足，锂电池储能开始动作，进行步骤s11；
15、s11根据监测实时反馈的锂电池储能的soc值，判断是否满足条件socb≥0.45，若满足该条件，储能电池调频容量相对充足，锂电池储能以kmax出力，此时由飞轮储能和锂电池储能共同参与一次调频，进行步骤s13；若不满足该条件，进行步骤s12；
16、s12根据监测反馈的锂电池储能soc值，判断是否满足条件socb≥0.2，若满足该条件，则说明锂电池储能储电量已接近最小值，不适合继续按最大放电功率工作，采用变k下垂控制，此时由飞轮储能和锂电池储能共同参与一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，该控制方法基于的电网系统中设置有参与电网调频的火电机组和飞轮储能和锂电池储能，该控制方法包括设置飞轮储能、锂电池储能的死区，使混合储能系统有次序响应电网频率偏差；基于荷电状态的飞轮储能约束出力控制；基于动态下垂系数的锂电池储能的出力控制。
2.根据权利要求1所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，该控制方法具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，步骤S4中，满足条件SOCF≤0.6时，系统总调频出力为：ΔPc＝ΔPF.c＝-min(|P′F|,|Pcmax|)＝-min(|P′F|,|Pm|)，不满足条件SOCF≤0.6时，系统总调频出力为：
4.根据权利要求2所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，步骤S5中，满足条件SOCF≥0.4时，系统总调频出力为：ΔPd＝ΔPF.d＝min(PF′,Pdmax)＝min(PF′,Pm)，不满足条件SOCF≥0
5.根据权利要求2所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，步骤S7中，满足条件SOCF≤0.6时，系统总调频出力为：ΔPc＝ΔPF.c＝-min(|P′F|,|Pcmax|)＝-min(|P′F|,|Pm|)，不满足条件SOCF≤0.6时，飞轮储能调频出力为
6.根据权利要求2所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，步骤S8中，满足条件SOBB≤0.55时，系统总调频出力为
7.根据权利要求2所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，步骤S9中，满足条件SOCB≤0.8时，系统总调频出力为不满足条件SOCB≤0.8时，系统总调频出力为
8.根据权利要求2所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，步骤S10中，满足条件SOCF≥0.4时，系统总调频出力为：＝ΔPd＝ΔPF.d＝min(PF′,Pdmax)＝min(PF′,Pm)，不满足条件SOCF≥0.4时，飞轮储能调频出力为
9.根据权利要求2所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，步骤S11中，满足条件SOBB≤0.55时，系统总调频出力为
10.根据权利要求2所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，步骤S12中，满足条件SOCB≥0.2时，系统总调频出力为不满足条件SOCB≥0.2时，系统总调频出力为
...【技术特征摘要】
1.一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，该控制方法基于的电网系统中设置有参与电网调频的火电机组和飞轮储能和锂电池储能，该控制方法包括设置飞轮储能、锂电池储能的死区，使混合储能系统有次序响应电网频率偏差；基于荷电状态的飞轮储能约束出力控制；基于动态下垂系数的锂电池储能的出力控制。
2.根据权利要求1所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，该控制方法具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，步骤s4中，满足条件socf≤0.6时，系统总调频出力为：δpc＝δpf.c＝-min(|p′f|,|pcmax|)＝-min(|p′f|,|pm|)，不满足条件socf≤0.6时，系统总调频出力为：
4.根据权利要求2所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，步骤s5中，满足条件socf≥0.4时，系统总调频出力为：δpd＝δpf.d＝min(pf′,pdmax)＝min(pf′,pm)，不满足条件socf≥0.4时，系统总调频出力为
5.根据权利要求2所述的一种火电机组配备混合储能参与电力系统调频的控制方法，其特征在于，步骤s7中，满足条件socf≤0.6时，系统总调频...
【专利技术属性】
技术研发人员：李菁华，兀鹏越，杨沛豪，寇水潮，郭昊，殷悦，李志鹏，郑昀，薛晓锋，潘喜良，戴海鹏，王冰礁，黄学辉，石敦义，张智远，李昊，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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