[发明专利]一种面向电网AGC调频的储能系统控制策略

摘要

本发明涉及一种面向电网AGC调频的储能系统控制策略，其特点是：包括的步骤有:电池储能参与AGC调频的结构设计和SOC分层控制策略，它从电网AGC调频控制的角度出发，计及电池储能运行周期内的安全因素，综合考虑储能系统的容量和功率约束，通过对储能系统进行能量管理，基于SOC分层控制策略确定储能系统充放电调频功率，在提高电网频率稳定的同时，防止储能系统过充过放。具有方法科学合理，适用性强，效果佳等优点。

主权项

1.一种面向电网AGC调频的储能系统控制策略，其特征是，它包括以下步骤：1)电池储能参与AGC调频的结构设计控制区内的机组分为AGC机组和非AGC机组，AGC机组接受调度中心的实时AGC信号，自动调整机组的发电出力，而非AGC机组则按调度中心的日发电计划调整发电出力；电网调度中心根据系统的负荷预计、联络线交换计划和机组的可用出力安排电网中所有机组的发电计划，并下达到各电厂；经济调度(ED)根据超短期的负荷预计及发电机组的运行工况，按照成本最小的原则计算出各个调频资源的基点功率和AGC分配因子，传送给负荷频率控制；负荷频率控制根据电网的频率、联络线潮流及系统电钟时差，计算得到控制区的区域控制偏差(Area Control Error，ACE)，再经滤波得到平滑的区域控制偏差(SACE)，最后根据调频资源的运行特性及AGC分配因子计算出各个机组的AGC调节功率值，其中联络线功率频率偏差控制(Tie‑line Bias Frequency Control，TBC)模式下的ACE计算公式为(1)式：ACE＝[∑P_ti‑(∑I_0j‑ΔI_0j)]‑10B[f‑(f₀+Δf_t)]      (1)式中，P_ti为控制区联络线j上的实际功率量测值，I_0j为控制区联络线j上的交易计划功率，B为控制区的频率响应系数，f为系统频率实际值，f₀为系统频率额定值，ΔI_0j为控制区偿还无意交换电量而设置的交换功率偏移，Δf_t为校正时差设置的系统频率偏移；2)SOC分层控制策略构建SOC分层控制策略，对储能系统充放电功率进行实时修正；储能系统在充放电过程中会导致储能系统荷电状态发生变化，其中荷电状态的计算公式为(2)式：式中，SOC(t)为储能系统在t时刻的荷电状态，Δt为采样时间间隔，P_B为储能系统调频动作的功率值，E_rated为电池储能系统的额定容量；根据储能系统的荷电状态将调节过程分为正常调节区、预警区和归位区；设置储能系统的上限和下限预警值分别为SOC_alert，储能系统荷电状态的最大值、最小值分别为和SOC_min；当储能系统的荷电状态属于正常区时，电池储能系统响应电网的调频指令时根据电网的调频功率需求程度支撑电网频率调整；当储能系统的荷电状态在预警区时，在该区域引入预警系数k_alert，其中，0<k_alert<1,减缓储能系统的充放电功率；当储能系统的荷电状态进入归位区时，为保护储能系统的安全运行，计及区域火电机组的爬坡率，考虑影响电网有功缺额的继续增大，只在系统频率偏差在合理范围内时对储能系统进行充放电归位动作；当区域控制误差为正值时，即储能参与调频参考功率需求为负值，需要对储能系统充电，其中，P_request>0，储能系统调频控制策略中的充电功率为(3)式：当电网区域控制偏差为正值，即调频参考功率需求值为正值时，需要对储能系统放电，其中，P_request<0，储能系统的调频控制策略中的放电功率为(4)式：其中P_{B_D_max}、P_{B_C_max}分别为储能系统放电和充电的额定功率；P_request为储能调频需求；λ_G为火电机组的爬坡速率；Δf为区域频率偏差；f_c为调频死区，取0.02Hz；k_alert为预警系数；为了保证电池储能系统的安全，预警系数的取值范围应满足(5)式约束：其中，Δt为采样时间，E_rated为储能系统的额定容量。