[发明专利]基于二次规划的功率型储能调频责任划分方法

说明书

本发明公开了一种基于二次规划的功率型储能调频责任划分方法，该方法根据调频电源的基本信息及其实时状态信息，利用二次规划优化调频电源的输出功率，实现对区域误差信号的精确跟踪。同时，对于客观因素(如调频功率不足)造成跟踪失败时，利用线性规划方法实现跟踪误差的最小化。本发明充分利用储能装置的快速反应能力，对系统的二次调频信号进行最大程度的精确跟踪，提高了电网的调频能力。此外，该方法还能将电池储能的电荷状态维持在设定值附近，保证其剩余可充放电能力，增加其使用寿命；同时也有效减少了传统电机在调频过程中因为频繁爬坡造成的设备损耗。

技术领域

本发明涉及电网二次频率控制技术领域，尤其是一种基于二次规划的功率型储能调 频责任划分方法。

背景技术

随着全球能源短缺和气候环境的恶化，新能源的发展已成为现阶段各国关注的重点。 新能源发电具有波动性和不确定性，且这类间歇式电源不具备惯性，大规模并网后会使 电网惯性减小，进而给电网调频带来压力。传统电源的调频容量已经难以满足电网调频需求，且传统电源在机组控制中要考虑响应功率幅值与极性改变速度的制约。以上情况 均会导致响应时滞长以及调节出现延迟、反向和偏差(超调和欠调)等现象，而对调频 信号的不准确响应。

储能参与电网二次调频，具有以下特点：(1)响应速度快，可在毫秒-秒范围内满功率输出；(2)精确控制，可在额定功率内的任何功率点保持稳定输出。研究表明大规 模储能电池已具备电网调频能力。

目前电力系统中针对储能参与下的系统二次调频主要都是基于固定的责任划分方 法，这种划分方法无法满足可再生能源渗透下电荷状态的实时变化。另外有些方法没有充分发挥电池储能快速响应调频需求的能力，同样的，有些方法又忽略了电池储能电荷 状态变化，无法保证电池储能剩余可充放电能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于二次规划的功率型储能调频责任划 分方法，能够降低电网的频率波动，提高电网抵抗负荷扰动能力。

为解决上述技术问题，本发明提供基于二次规划的功率型储能调频责任划分方法， 包括如下步骤：

(1)获取参与二次调频的各个调频电源的基本信息；包括：调频电源的功率最大偏移 量P^min、P^max；调频电源的爬坡速率的最大限值R^min、R^max，爬坡速率即前后两次采 样时间功率偏移值的变化率R；调频电源的功率基准值P^b；储能的充放电效率η^c、η^d； 储能的最佳荷电状态S^v状态及允许达到的电量限值S^min、S^max；储能的初始电量S⁰；

(2)确定配置目标为所有参与二次调频电源的劣势指标总和最小；二次调频的系统劣 势指标函数DI，表达式为：

其中，I表示所有参与二次调频的设备集合，G表示所有发电机组集合，B表示所 有储能的集合，I＝G+B，k代表第k个采样时刻，i代表参与二次调频的第i个设备； 用表示储能的充电功率偏移值，表示储能的放电功率偏移值，规定

对于发电机和储能两种调频电源，选择不同的劣势指标函数表达式；对发电机，_ik表示发电机功率偏移功率基准值带来的劣势，用常系数a_i衡量；对储能，_ik第一项代 表储能功率偏移带来的劣势，用常系数a_i衡量其权重；第二项代表荷电状态偏移所带来 的劣势，用常系数b_i衡量其权重；

(3)获取系统的ACE信号，将其转化为功率信号P^ACE；