[发明专利]控制风光水发电和电制氢联合参与二次调频的方法、装置

说明书

本公开涉及控制风光水发电和电制氢联合参与二次调频的方法、装置。根据本公开，利用电制氢系统的动态特性支持风光水发电，通过二者的耦合系统提供调频服务，并通过调整风光水发电与电制氢耦合系统静态运行基点以及风光水发电与电制氢耦合系统动态调频功率不对称分配，实现了风光水发电与电制氢联合参与调频辅助服务的不对称调节控制。该方案既能够发挥风光水发电与电制氢系统的协同互补效应，使得耦合系统在对电网提供调频辅助的，又能极大减小风光水发电系统调频备用与电制氢系统备用，显著减少弃风量，并能够显著提升电制氢参与调频时的制氢量。

技术领域

本公开涉及电力系统技术领域，尤其涉及控制风光水发电和电制氢联合参与二次调频的方法、装置和介质。

背景技术

风力发电和光伏发电作为一种可再生、无污染的能源，近些年来得到了全世界范围的关注，并且获得了大力地发展。风速由于受到天气与地理等因素的影响，其大小与风向会经常性变化，而光伏出力也与天气变化密切相关，光照强度和气温的变化会影响到出力的大小，从而导致风电和光伏出力具有很大的随机性、波动性和间歇性。风光水装机容量占全网总容量较小时，风光水出力的波动不会对电网造成不良影响，但随着风光水接入电网容量的不断增大，随机性、波动性和间歇性等风光水出力特性对电力系统的安全与稳定运行影响越来越大，大大降低了原有的电能质量。

频率调整，又称频率控制，是电力系统中维持有功功率供需平衡的主要措施，其根本目的是保证电力系统的频率稳定。电力系统频率调整的主要方法是调整发电功率和进行负荷管理。按照调整范围和调节能力的不同，频率调整可分为一次调频、二次调频和三次调频。二次调频，也称为自动发电控制(AGC)，是指发电机组提供足够的可调整容量及一定的调节速率，在允许的调节偏差下实时跟踪频率，以满足系统频率稳定的要求。二次调频可以做到频率的无差调节，且能够对联络线功率进行监视和调整。

风电场可以预留出调频备用容量，参与二次调频，但这势必会造成“弃风”现象，产生浪费与低效，且风电场的出力调节误差较大，不能很好地适应调频高精度的要求。现有技术中，通常采用蓄电池储能系统作为辅助联合调频的参与对象，与风光水发电系统联合实现二次调频。蓄电池具有响应速度快，调频速度快的优点，但是蓄电池的成本高昂，且频繁的调频磨损会大大缩短寿命。此外，风光水电系统与蓄电池系统的联合调频控制中，需要风光水发电留出足够的备用，以便于响应调频信号中的上调指令。而蓄电池因为SOC的约束存在，平均的能量基点也为0，故此时风储系统的调频模式属于对称调频，见图1。在对称调频中，对于调频信号中的上调与下调信号都由同一机组来进行，在调频过程中仍会存在大量的弃风现象。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种风光水发电系统和电制氢系统耦合调频的不对称调节控制方案。

本公开提出了一种控制风光水发电和电制氢联合参与二次调频的方法，所述方法包括：

根据风光水发电系统的预测最大出力P_W,max和单独调频时的调频基点以及电制氢系统的最大功率P_E,max和单独调频时的调频基点得到联合调频中所述风光水发电系统和所述电制氢系统各自的理想调频基点和

根据风光水发电系统的实际最大出力P′_w,max对联合调频中所述风光水发电系统的理想调频基点和电制氢系统的理想调频基点进行调整，得到联合调频中所述风光水发电系统t时刻的参考调频基点和所述电制氢系统t时刻的参考调频基点以及联合调频中t时刻的基点功率总偏差dP₂；

基于二次调频信号和基点功率总偏差dP₂，得到联合调频中t时刻的总调整功率P_AGC；

基于总调整功率P_AGC、参考调频基点和确定联合调频中所述风光水发电系统t时刻的输出功率参考值和所述电制氢系统t时刻的输出功率参考值其中：