[发明专利]一种电网负荷调度指令响应方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统稳定与控制领域，特别涉及一种电网负荷调度指令响应方法及系统。

背景技术

储能系统的SOC（state of charge，充电状态）定义为储能系统的剩余存储能量与额定能量存储容量的比，通常以百分比表示。储能系统从初始SOC状态经过一次充电过程到放电过程的转换（或相反的，一次放电过程到充电过程的转换），回到原始SOC状态的过程称为一次充放电循环。而充放电循环深度则定义为充放电循环过程中最低SOC与最高SOC间的差值，以储能系统额定能量容量的百分比表示；其中，储能系统的额定能量容量则指储能系统满充或满放过程中所能吸收或释放的电能总量，单位为千瓦时。储能系统的充放电循环寿命定义为储能系统在一定SOC状态，以一定的充放电功率或电流，及一定充放电循环深度进行长期循环运行，直至储能系统达到失效条件前所累计的充放电循环次数。

当运行环境（主要是温度环境等）一定的条件下，储能系统，尤其是化学电池储能系统，充放电循环寿命主要由其充放电循环深度和充放电功率决定。例如：一类典型的化学电池储能系统充放电循环寿命曲线如图1所示，图中横坐标为充放电循环深度，纵坐标为充放电循环寿命，可以看出：储能系统的充放电循环寿命随充放电循环深度加大呈指数关系下降。其中，图1中的实线为额定功率下储能系统的充放电循环寿命与充放电深度关系曲线，可见，当储能系统充放电循环深度从20%增加到40%时，储能系统充放电循环寿命由数十万次下降为数万次，系统寿命降低近10倍；而图1中的虚线为50%额定功率下储能系统的充放电循环寿命与充放电深度关系曲线，可以看出储能系统的充放电功率降低一半，则充放电循环寿命提升约1倍。

现有技术中，储能系统由于其输出功率调节速度的快速性和精确性，被认为非常适合应用于多种实时功率调度类应用中，即响应多种电网负荷调度指令，其中，实时功率调度类应用包括电网AGC（Automatic Generation Control，自动发电量控制）调频应用、风电/光伏输出功率平滑应用、负荷调节应用等。

而当储能系统独立运行，响应电网负荷调度指令时，指令调度过程中产生的所有能量吞吐全部由储能系统承担，这将极大的降低储能系统运行寿命。例如，储能系统独立运行以响应电网AGC调频指令的一个典型过程如图2所示，储能系统以三角波形式响应电网AGC调频指令，正向功率指令表示储能系统放电过程，负向功率指令表示储能系统充电过程。其中，由2中可以看到，要求储能系统以5MW平均功率负荷充放电，一次充放电循环吞吐能量为5MW*1.5min，对于一个0.83MWh（10MW*5min）额定能量容量的储能系统，则充放电循环深度为15%，而由图1所示的储能系统充放电循环寿命曲线可知储能系统的充放电循环寿命在10万次左右；而以日充放电循环次数480次（一次充放电循环为3min，24hour/3min）计算，则储能系统在该工况下运行寿命不足1年。这样的运行寿命是工业应用无法接受的，同时过短的运行寿命也决定了储能系统的大量投资无法收回。

其中，提升储能系统的充放电循环寿命的一个有效方法是降低运行过程中的充放电循环深度，例如，将单次的充放电循环深度从15%降低至7.5%，则储能系统的充放电循环寿命可大幅度提高至接近50万次，即储能系统在该工况下可以可靠运行5年。其中，降低储能系统的充放电循环深度的一个直观方法是增加储能系统额定能量容量，例如，图2所示的例子中将储能系统额定能量容量增大一倍至1.7MWh（10MW*10min），但增大储能系统能量容量的做法会带来投资的成倍增加，虽然由于储能系统的充放电循环寿命的提高具有指数特性，总体寿命期收益仍可能会得到提高，但这样的方法仍然是不经济的。

可见，在储能系统对电网负荷调度指令的响应过程中，如何降低储能系统的充放电循环深度，从而提高储能系统的寿命是一个亟待解决的问题。

发明内容

基于上述问题，本发明实施例公开了一种电网负荷调度指令响应方法及系统，以在储能系统对电网负荷调度指令的响应过程中，降低储能系统的充放电循环深度，从而提高储能系统的寿命。技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种电网负荷调度指令响应方法，应用于电力系统的负荷侧的储能系统，所述储能系统并联有可调负荷；所述方法包括：

接收电网调度系统发送的第一电网负荷调度指令，其中，所述第一电网负荷调度指令携带第一期望功率值；

获取所述可调负荷的第二运行状态；