[发明专利]一种面向电网AGC调频的储能系统控制策略

说明书

技术领域

本发明涉及电网AGC调频的技术领域，是一种面向电网AGC调频的储能系统控制策略。

背景技术

近年来，中国新能源发电得到迅猛发展，截至2016年年底，中国风电并网装机容量达到1.5亿千瓦，光伏累计装机量7742万千瓦，随着新能源的发展，中国部分地区如甘肃、宁夏、新疆等新能源，包括风电/光伏的装机占本地电源装机比例超过了30％；大规模新能源的接入替代了部分传统电源，减小了整个系统的惯性，严重威胁到电网的频率稳定。

储能系统具有快速充放电能力，能够动态吸收能量并适时释放，因此可以精确快速的响应电网的调频指令，在提高电网新能源渗透的同时，保障电力系统安全运行，然而，由于储能系统容量及自身运行特性的约束，极大限制储能系统的调频特性，从而影响了储能系统的调控性能，因此设计合理的储能系统响应电网AGC控制方法对高风电渗透电网的频率调整具有重大意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，从电网AGC调频控制的角度出发，提出一种面向电力系统AGC调控的储能系统运行控制策略，该控制策略计及电池储能运行周期内的安全因素，综合考虑储能系统的容量和功率约束，设计了应用于储能系统参与电网AGC调频的控制策略。

解决其技术问题采用的方案是，一种面向电网AGC调频的储能系统控制策略，其特征是，它包括以下步骤：

1)电池储能参与AGC调频的结构设计

控制区内的机组分为AGC机组和非AGC机组，AGC机组接受调度中心的实时AGC信号，自动调整机组的发电出力，而非AGC机组则按调度中心的日发电计划调整发电出力；

电网调度中心根据系统的负荷预计、联络线交换计划和机组的可用出力安排电网中所有机组的发电计划，并下达到各电厂；

经济调度(ED)根据超短期的负荷预计及发电机组的运行工况，按照成本最小的原则计算出各个调频资源的基点功率和AGC分配因子，传送给负荷频率控制；

负荷频率控制根据电网的频率、联络线潮流及系统电钟时差，计算得到控制区的区域控制偏差(Area Control Error，ACE)，再经滤波得到平滑的区域控制偏差(SACE)，最后根据调频资源的运行特性及AGC分配因子计算出各个机组的AGC调节功率值，其中联络线功率频率偏差控制(Tie-line Bias Frequency Control，TBC)模式下的ACE计算公式为(1)式：

ACE＝[∑P_ti-(∑I_0j-ΔI_0j)]-10B[f-(f₀+Δf_t)] (1)

式中，P_ti为控制区联络线j上的实际功率量测值，I_0j为控制区联络线j上的交易计划功率，B为控制区的频率响应系数，f为系统频率实际值；f₀为系统频率额定值，ΔI_0j为控制区偿还无意交换电量而设计的交换功率偏移，Δf_t为校正时差设置的系统频率偏移；

采用储能系统优先的AGC分配策略，即结合储能系统的运行状态，将AGC调节功率优先分配给储能系统，能够充分发挥储能系统优异的调频性能，极大改善电网的频率特性；

2)SOC分层控制策略

构建SOC分层控制策略，对储能系统充放电功率进行实时修正，确保储能系统具有良好工作性能；储能系统在充放电过程中会导致储能系统荷电状态发生变化，其中荷电状态的计算公式为(2)式：

式中，SOC(t)为储能系统在t时刻的荷电状态，Δt为采样时间间隔，P_B为储能系统调频动作的功率值，E_rated为电池储能系统的额定容量；

电池的过充过放会影响储能系统运行的安全，为保证储能系统的安全稳定运行，根据储能系统的荷电状态将调节过程分为正常调节区、预警区和归位区；归位区的设置可以提高储能调频资源的可用率，充分发挥储能的调频性能。设置储能系统的上限和下限预警值分别为SOC_alert，储能系统荷电状态的最大最小值分别为和SOC_min；