[发明专利]适应电网调峰调频的储能电站时段电量滚动控制方法

说明书

本发明公开了一种电网调峰调频的储能电站时段电量滚动控制方法，应用于电网侧规模化储能在电网调峰、调频多应用场景下的调度控制需求，通过调峰要求预定义储能电站的典型时段，约定储能电站在一天内的定义时段的运行控制行为，以时段电量滚动计算的结果作为储能电站有功控制目标的基点功率，在此基础上参与电网不平衡功率的调节，实现预定义时段的基点功率自适应修正，确保各时段结束前将储能电站荷电状态SOC控制到位，能够兼顾电网调峰和调频的控制目标，为储能电站预留足够的可调用电量空间，以提升储能电站经济效益和能源利用效率。与计划跟踪模式相比，采用本方法后，储能电站的SOC控制准确度提升了40％。

技术领域

本发明涉及一种适应电网调峰调频的储能电站时段电量滚动控制方法，属于电力系统控制技术领域。

背景技术

电力系统通过直接负荷控制和电价激励等负荷管理手段，减小系统用电负荷的峰谷差以改善负荷曲线的形状。系统负荷峰值的降低有利于推迟设备容量升级，提高设备利用率，节省设备更新的费用，降低供电成本。目前电力系统内的抽水蓄能和电化学储能通过利用峰谷电价差获得经济效益，在削峰填谷方面能够发挥巨大作用。

随着电网侧储能电站的大规模建设和投运，储能电站根据电站经济运营要求选择自由发电或跟踪调度控制指令参与电网调频、调峰控制。目前各储能电站通常根据电网峰谷价差或削峰填谷要求，按照一天“一充一放”、“一充两放”、“两充两放”或“多充多放”的方式编制储能电站发电计划，储能电站发电计划经过上级调度机构校核通过后，予以执行。实际运行中调度主站控制策略缺乏对储能电站剩余电量的管理，储能电站在参与电网一次调频或AGC(自动发电控制)后，会导致储能电站荷电状态(SOC)偏离预期目标，无法在下个电网调峰或削谷时段预留足够的电能量空间，如在电网顶峰时段，储能电站电量不足而无法持续放电或电网填谷时段，储能电站电量过多而无法持续充电，不利于储能电站资源的最大化利用和经济效益。

文献一《电池储能参与配电网削峰填谷的变功率控制策略》(电力建设2018年第39卷第4期第45页)披露了一种电池储能参与配电网削峰填谷的可变功率控制策略，以1天为时间尺度，以储能系统电量平衡为准则，用于解决配电网峰谷差过大的问题。电池储能1天内完成1次完整的充放电循环，使荷电状态可自行恢复至初始状态。文献一所述的方法，依据电量平衡准则，储能系统在计算周期内用于负荷削峰发出的电量与填谷吸收的电量相等。而实际使用中，由于储能装机规模较小对于负荷曲线的平滑起到的作用较小，同时电网侧储能同样作为电网重要的调频资源，调峰和调频的场景共存，而对于配网或调度的储能资源拟合及多储能电源资源间的协调没有论述。

文献二《具备荷电状态调节功能的储能系统实时平滑控制策略》(中国电机工程学报2013年第33卷第1期第22页)披露了一种基于加权移动平均滤波算法的储能系统平滑控制策略，根据风电功率的波动程度与当前储能系统的荷电状态实时改变权重与滤波带宽，实现对风电功率输出的自适应滤波。文献二所述的方法，通过加权移动平均滤波产生平滑目标，风电功率与平滑目标的差值为储能系统的功率指令参考值。根据前一时刻储能充放电平衡度和当前时刻储能出力强度，优化储能功率指令，实时在线控制储能电站的剩余电量，实现储能电站SOC的自动调节控制。该方法主要在电源侧新能源骤变或波动平滑的应用场景中发挥作用。

目前现有技术中，各储能电站或调度机构根据电网峰谷价差按照一天“一充一放”、“一充两放”、“两充两放”或“多充多放”的方式编制储能电站发电计划。实际运行中，储能能够快速跟踪指令且实现充放电功率反转，在跟踪发电计划的同时参与电网调频，导致实际出力偏离发电计划，储能电站的在线荷电状态(SOC)与计划预期SOC有较大差距。储能电站在线SOC与计划预期SOC偏离，将无法在下一充放电时段到来之前预留足够的电能量空间，无法有效参与电网的顶峰或削谷。进而无法有效利用电网峰谷价差优势，实现电站经济效益最大化。

发明内容