[发明专利]基于区域控制偏差的储能系统辅助传统机组调频的控制方法

说明书

本发明公开了一种基于区域控制偏差的储能系统辅助传统机组调频的控制方法，首先，针对频率偏差系数的选取对系统频率的影响问题，本文提出了一种基于犀牛群多层向前网络实时评估算法的分段式频率偏差系数确定方法；其次，根据上述方法所确定的频率偏差系数，采用基于Logistic映射的LS混沌算法对区域控制偏差(ACE)进行动态分区并在各分区采取不同的储能系统参与传统机组调频的出力策略；最后据此分区结果并计及储能电站电池SOC状态，引入多变量专家经验整定控制器平滑储能电站出力，既发挥了储能系统响应速度快、短时吞吐能力强等优点，又可以提高储能系统辅助传统机组调频的经济性。

技术领域

本发明涉及一种多区域联合电力系统的调频方法，尤其涉及一种基于区域控制偏差的储能系统辅助传统机组调频的控制方法。

背景技术

随着经济社会的发展，环境污染和能源紧张问题日益凸显，这也迫使传统火电机组的化石燃料供应面临着巨大压力。面对此危机，越来越多的可再生能源进入发电领域。然而，诸如风电和光伏等非传统能源具有可变性、间歇性等特点，功率输出变化剧烈，当装机容量增加至一定规模时，其功率波动或者因故整体退出运行，会导致系统有功出力和负荷之间的动态不平衡，造成系统频率偏差，引起电网的频率稳定性问题。如何保证电力系统频率稳定以及安全性、可靠性是当今电网亟待解决的问题之一。

目前，在我国的电力系统中，火电机组和大型水电是主要的调频电源，通过不断调整调频电源出力来响应系统频率变化，但是它们在调频方面却存在一定的局限性。例如，火电机组响应时间长、机组爬坡速率低，不能准确跟踪电网调度中心发出的调频指令，具有一定的调节时滞性，存在一定的调节偏差和调节反向等问题。除此之外，传统火电机组频繁变换功率运行，会增加机组的磨损，减少机组的使用寿命。大型水电机组虽然响应速度快，可以在短短几秒内达到满功率输出。然而，水电机组的建设受地理环境因素的影响较大，且其可提供的调频容量有限。此时亟需新的调频手段参与电网调频。

电池储能技术以其快速、精确的功率响应能力成为新型调频手段的关注热点。小规模储能系统可以有效的提升传统火电机组的调频能力；大规模储能系统具有响应速度快，短时功率吞吐能力强，且易改变调节方向等优点，可作为辅助传统机组调频的有效手段。电池储能系统的快速响应与精确跟踪能力使得其比常规调频方式高效，可显著减少电网所需旋转备用容量；由于电池储能系统参与调频而届生的旋转备用容量可用于电网调峰、事故备用等，因此能够进一步提高电网运行的可靠性和安全性。除此之外，电池储能系统参与电网调频，不仅能够减少电力系统的投资和运行费用，降低传统化石燃料的消耗，提高其静态效益；且由于储能系统具有响应速度快，运行灵活等优点，可以满足电力系统运行的调频需求而产生的动态效益。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于区域控制偏差的储能系统辅助传统机组调频的控制方法，能够实现对系统频率偏差精准地跟随控制，有效地提高了储能系统辅助传统机组调频的调频质量。

技术方案：本发明所采用的技术方案是一种基于区域控制偏差的储能系统辅助传统机组调频的控制方法通过多层向前网络实时评估算法或者电力系统仿真实时计算各区域的频率偏差系数，根据频率偏差系数，采用基于Logistic映射的LS混沌算法对区域控制偏差进行动态分区，并在各分区采取不同的储能系统参与传统机组调频的出力策略，以所得动态分区以及该分区内储能电站电池SOC状态作为专家经验整定控制器的输入建立控制规则并修正储能系统出力。

其中，所述的通过多层向前网络实时评估算法实时计算频率偏差系数，包括以下步骤：

(1)通过多层向前网络实时评估算法实时计算区域自然频率偏差特性系数β；具体的，包括：步骤(11)建立BP多层向前网络，输入层的状态量包括：调速器死区的变化量、在线机组数量的变化量、发电机的反应特性和负荷的反应特性在某个时刻的状态数据，输出层的状态量包括：调速器死区的变化量、在线机组数量的变化量、发电机的反应特性、负荷的反应特性以及区域的频率变化在下一时刻的状态数据；