[发明专利]一种考虑柔性负荷特性的火-储AGC调频控制方法

说明书

本发明的一种考虑柔性负荷特性的火‑储AGC调频控制方法，其特点是，对各调频资源的运行进行分区控制，从源荷互动角度出发，设计了电池储能系统的运行约束和柔性负荷的集中控制约束，基于频率偏差分区来精确的对系统实时状况进行合理的调节；电源侧利用电池储能系统的快速调节特性来平滑机组出力，采用线性回归函数来约束其充放电深度；负荷侧利用柔性负荷的灵活调度特性来缓解频率调节压力，采用集中控制来刻画可控出力的约束；根据频率偏差的不同程度来进行分区，在不同的区域采取不同的调控手段来对系统的不同状态进行精确响应。本发明可以提高系统调频性能，优化储能出力情况，减小储能寿命损耗。

技术领域

本发明涉及储能辅助火电机组二次调频领域，是一种考虑柔性负荷特性的火-储AGC调频控制方法。

背景技术

随着大规模可再生能源并网，其波动性和功率解耦特性导致可再生能源机组无法提供足够的调频备用容量。传统火电机组由于启动时间长，机组爬坡速度慢，无法快速响应系统调频。因此，需要寻找能够解决大规模可再生能源并网后电力系统频率快速变化问题的调节手段来对系统进行频率调节。以往研究仅通过储能辅助火电机组来进行调频时，由于储能系统在不同荷电状态的可调节功率不同，在荷电状态值极大的情况下可接纳的功率小，在荷电状态值极小的情况下可放出的功率小，使得储能系统在荷电状态极值的情况下可能会出力不足，限制了系统频率恢复。但随着电网中需求侧资源管理能力和可控水平在不断提升，柔性负荷作为需求侧资源参与电网调控可以实现电力系统供需平衡。故考虑可以利用其这一特点，在既实现系统调频需求的同时，又能缓解储能荷电状态(SOC)限制引起的出力不足问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种当储能处于荷电状态极值而导致出力不足的情况下，能够通过柔性负荷的参与来对频率进行辅助调节,进而提高系统调频性能，优化储能出力情况，减小储能寿命损耗的考虑柔性负荷特性的火-储AGC调频控制方法。

解决其技术问题采用的技术方案是，一种考虑柔性负荷特性的火-储AGC调频控制方法，其特征是，它包括以下内容：

1)对电池储能系统动作深度的限制

在储能的运行时刻为t时，储能运行控制约束为：

SOC_min≤SOC_t≤SOC_max (1)

式中，SOC_min为储能荷电状态的最小值，SOC_t为储能荷电状态的t时刻值，SOC_max为储能荷电状态的最大值，储能系统在吞吐功率时存在一定的能量消耗，进行充放电时需要考虑到其能量转换效率，储能的最大充电功率、放电功率表达式为：

式中，P_dm为储能额定放电功率，P_cm为储能额定充电功率，P_E,rated为储能系统的额定功率，η为储能系统的能量转换效率；

储能在系统中有调频工作状态和SOC恢复状态这两种工况，根据储能不同的工作状态确定其动作深度的限制，采用线性回归函数来设计储能在不同SOC工况下的最大出力限制；SOC为荷电状态；

储能系统参与系统调频进行充电时动作深度限制为：

式中，P_ca表示储能调频最大出力充电功率；P_cr表示储能恢复最大充电需求功率；SOC_min为储能荷电状态的最小值，SOC_low为储能荷电状态的较低值，SOC_high为储能荷电状态的较高值，SOC_max为储能荷电状态的最大值，K_pa为储能系统的爬坡率系数；λ为储能系统的安全系数；