考虑功率变化速率的储能辅助单机调频控制策略

风电具有显著的波动性和不确定性,大规模风电并网给电力系统的频率调节带来了严峻的挑战。储能具有灵活爬坡特性和双向调节能力,可有效辅助常规机组参与频率调节,提高参与自动发电控制(AGC)的机组响应能力,从而提高高风电功率波动系统的频率稳定性。以机组功率调节速率能否弥补系统功率波动为判断依据,以储能的有功功率变化速率和有功功率基点作为控制变量,提出一种考虑功率变化速率的储能辅助单台火电AGC机组参与电力系统频率调节的协调控制策略,自适应决策储能的动作时机和动作速率。基于PSCAD/ETMDC平台的仿真结果表明,所提策略以储能更少的动作频度和动作深度,达到了更优的调频效果,可有效减少储能功率/能量容量配置,具有良好的经济性,为储能的多场景应用奠定了基础。     

基于火电—风电机组调节速率的电网AGC指令分配方法

随着高比例新能源机组并网,电网频率波动加剧,电力系统安全稳定运行面临着严峻的挑战.为了快速消除电网频率偏差,在灵活调度常规火电机组的基础上,合理利用风电机组的有功备用容量,提出一种基于火电—风电机组调节速率的电网自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)指令分配方法.首先,以最短负...     

基于模糊控制的电池储能系统辅助AGC调频方法

针对AGC控制中火电机组响应时滞长、机组爬坡速率低的问题,提出了一种基于模糊控制策略的电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)辅助AGC调频方法。该方法以区域控制偏差(Area Control Error,ACE)及其变化率作为模糊控制器的输入量,BESS的参考功率变化量作为输出量,根据系统的运行状态调节BESS输出功率,辅助火电机组改善电网的动态调频性能。基于Matlab/Simulink平台的仿真结果表明,BESS能够迅速响应负荷扰动,减小了系统频率偏差和联络线功率偏差,降低了系统的超调作用,有助于提高电网AGC调频能力和增强系统的稳定性。     

AGC综合调频性能指标计算方法

由于火电机组具有锅炉响应延迟、汽轮机滑压运行等特性,导致机组在AGC调频时效果不佳。为了弥补机组性能缺陷,许多如电化学储能等新兴技术与火电机组组成联合调频系统逐渐得到重视并实现推广应用,各联合系统在规划时需要建立仿真模型,对系统的运行效果进行性能指标考察,以验证其调频效果。本文论述了AGC综合调频性能指标k值的在线计算方法,充分考虑了机组在调频过程中正常和欠调、过调等特殊情况,并通过实例验证了该算法的可靠性。虽然各地区k值的计算公式不同,但其子项的计算原理大致相同,本文的方法可供其他地区的k值计算参考。     

基于节能调度的厂级AGC系统设计与应用

为适应电网调度方式,提出了在自动发电控制(AGC)指令变动下的厂级负荷优化控制方法,并在国电丰城电厂一期4×300 MW燃煤机组原D200控制系统的基础上,通过软、硬件升级构建了厂级AGC系统.应用结果表明,该系统能够根据火电厂各台机组的煤耗率、调节范围、运行工况等参数,自动、合理地进行全厂机组负荷优化分配,使节煤率达到0.2％～0.3％.     

风电跟踪调度计划时降低寿命损耗的电池储能分组控制策略

为了解决风电跟踪调度计划过程中电池寿命损耗较高的问题,提出了降低寿命损耗的电池储能分组控制策略。利用设计的基于改进天牛须搜索算法的旋转门算法得到最优压缩偏移量,进而提取风电趋势;将风电场配备的电池储能分为电池组1和电池组2,并将电池组2进一步细分为3个电池簇,在避免充放电能量对冲的条件下根据风电趋势计算两电池组的功率调节指令,并基于此确定两电池组的容量,进而以电池单元的动作次数最少为目标获取3个电池簇的容量;在初始时刻及荷电状态越限时刻对电池单元进行动态分组,并根据电池单元的依次启动方法确定电池组1中电池单元的功率调节指令,基于设计的双层功率分配方法确定电池组2中电池单元的功率调节指令;电池单元在满足运行约束的条件下响应各自的功率调节指令。将所提控制策略与其他控制策略进行仿真对比,结果表明所提控制策略能以更大的程度降低寿命损耗、延长储能的使用寿命。     

基于虚拟阻抗的孤岛交流微电网混合储能控制策略研究

为了实现孤岛交流微电网(AC-MG)混合储能系统(HESS)的分散控制,提出了一种基于虚拟阻抗的针对超级电容(SC)和蓄电池(Battery)构成的HESS功率动态分配方法。在不需要实时检测负载功率的情况下实现两种类型储能设备的功率实时动态分配。在分析虚拟阻抗基本原理并建立HESS等效电路模型的基础上,推导了HESS动态功率分配的理论原理。通过分析DC-AC变换器电压电流双环控制参数对于变换器输出阻抗和虚拟阻抗的影响,进而给出有益于功率分配的控制参数设置方法。在此基础上,建立了HESS的仿真模型,设计了2类典型的等效功率波动工况,深入分析HESS在各种工况下的运行特性。结果表明：在各种工况下,HESS都可以通过控制超级电容串联虚拟电容(VC)实现其补偿等效功率波动的高频部分;蓄电池串联虚拟电阻(VR)吸收功率波动的低频部分,动态功率自动分配有效实现,提高了系统的鲁棒性和可靠性。     

混合储能系统的动态比例功率分配控制策略

针对混合储能系统(HESS)中负载多变性和冲击性导致的系统不稳定,充放电效率下降,控制难度增加等问题,提出了一种蓄电池/超级电容器混合储能系统的动态比例功率分配控制策略.控制采用双层结构,外层功率控制回路用于确定蓄电池与超级电容器的功率分配比;内层电流控制回路用于确定蓄电池和超级电容器的最佳充放电状态以及实时跟踪负载需...     

基于样本熵的AGC指令复杂性分析

电网通过"两个细则"考核标准对机组AGC补偿服务方面进行评价,其标准仅从AGC可用率和AGC调节性能指标两方面进行评价并以此为基准来补偿火电机组在调峰、调频方面所做出的贡献,但是其AGC性能指标计算方式仍不能完全体现复杂指令信号对火电机组造成的不利影响以及火电机组为此所付出的代价。采用样本熵方法对AGC指令的复杂性进行分析。在使用样本熵方法对几组不同频率下的典型信号进行复杂性分析,验证此方法有效性和准确性的基础上,对西北电网660 MW超临界机组AGC指令进行复杂性分析。分析的AGC指令同时具有高速率大幅度单向变化、高速率中等幅度正反向变化、高速率小幅度频繁波动等特征。数据分析结果表明:样本熵能较准确地反映AGC指令的复杂性,与现场运行实际情况较为吻合。     

基于Fréchet算法的电化学储能AGC控制性能评价指标

电化学储能快速精准的调节特性非常适用于电网调频。为准确评价储能调节资源参与自动发电控制（AGC）的控制性能,基于Fréchet距离算法,通过计算时间周期内储能实际出力与理想出力曲线的相似度,提出了表征储能调节性能的相似度、延迟度、偏差度和贡献度指标。新型指标不仅能够准确表征储能的调节性能以及调节效果,同时也能适应常规机组的考核评价。基于储能和常规机组实际运行数据进行了算例计算,对比分析结果验证了提出指标的有效性。     

风电与储能系统互补下的火电机组组合

针对具有风电和火电机组的电力系统,在储能系统配置给定的前提下,提出通过储能尽量消除风电不确定性并部分以备用形态出现的研究思路,建立了火电机组组合2层优化决策模型。上层问题以火电机组组合成本最小为目标,下层问题以储能系统对电网中电能时空平移和提供备用所得收益最大为目标,以储能系统消除不确定性程度为满足对象,其中计及了自动发电控制(AGC)机组和非AGC机组的特性,以及系统频率调节效应的作用。基于分解协调的原理,通过上、下层问题的交替迭代对该模型予以求解,决策储能系统充/放电功率、调控范围及机组启停方案。该方法可在减少火电机组备用容量的同时,提升系统应对不确定性的能力,通过10机组系统验证了模型和方法的有效性。     

基于DMPC加权一致性算法的电池储能阵列分组控制策略

为了解决由多个电池单元组成的大容量电池储能阵列系统(BESAS)的优化运行问题,提出了一种基于分布式模型预测控制的加权一致性算法。首先,介绍了含风电场BESAS的构成,将多个电池储能单元划分为充电组和放电组,通过制定合理的组间协调策略,在不影响BESAS额定功率的前提下,提高储能系统的容量利用率和减少充/放电转换次数;然后,详细地介绍了所提分布式算法的计算过程,并将该算法应用于BESAS的分组控制过程,实现兼顾电池单元安全运行的功率自适应分配;最后,通过算例从算法性能和BESAS控制性能2个方面进行仿真验证,结果表明所提算法和分组控制策略在鲁棒性和控制效果方面均具有一定的优势和可行性。     

基于储能的电力系统安全调控方法

“双碳”目标下新型电力系统面临交直流系统故障耦合传播、频率与电压稳定风险上升等新的安全问题,引入储能参与安全调控的研究已逐渐成为热点。为了更有效地挖掘储能参与安全调控的能力,有必要对储能为电力系统提供安全支撑的场景、理论与技术方法进行梳理总结,并在此基础上探讨后续需要重点关注的问题及研究思路。从储能对电力系统静态安全、动态安全、交直流混联电力系统安全、主动安全技术、辅助服务市场5个方面进行总结,涉及储能与电网可靠性、储能与频率稳定性、储能与电压稳定性、储能与输电堵塞、储能与直流闭锁连锁跳闸防控等方面的研究进展,指出了关注储能备用荷电状态(state of charge, SOC)、储能与其他调控资源之间多时间尺度耦合研究的重要性,以及完善储能参与系统紧急安全调控服务市场机制的必要性,对促进储能参与新型电力系统安全调控的研究具有一定参考意义。     

基于DMPC和储能单元约束的分组一致性控制策略

针对多个电池储能单元间的分布式协调控制问题,提出了一种分布式储能单元分组一致性控制策略。首先,提出了一种基于分布式模型预测控制和状态约束的加权一致性算法,能考虑各储能单元的功率约束条件并快速完成多储能单元的功率分配。其次,提出了一种储能单元分组控制策略。根据荷电状态(state of change, SOC)信息设定储能单元的权重,达到改善储能单元SOC的一致性的目的。同时基于所提一致性算法,制定储能单元组间协调控制策略和储能单元效率提升策略,从而达到改善储能系统调节能力、延长储能系统寿命和提升能量转换效率的目的。最后,在Matlab中构建含8个电池储能单元的微电网系统,对所提算法和控制策略进行仿真分析。仿真结果表明,所提算法和控制策略在提升收敛速度、优化控制效果、延长储能系统寿命以及提升储能系统运行效率方面均具有一定优势。     

自动发电控制优化控制策略研究与应用

针对江苏利港电力有限公司2台350MW直吹式机组，在对机组动态特性进行分析及对原AGC控制方案进行研究的基础上，提出新型的AGC优化控制策略。仿真和实际运行表明，改进后的新型AGC优化控制策略可最大限度地利用锅炉蓄热并尽可能加快锅炉的负荷主控指令，有效提高机组负荷的升、降速率。对机组所能达到的最大负荷升、降速率进行分析，并提出评估和提高机组负荷升、降速率的一般性准则。     

基于超短期风电功率预测的混合储能控制策略研究

为了改善风机出力特性,提出了一种基于超短期风电功率预测的混合储能控制策略。首先,利用解析模态分解方法从风电信号中提取低频信号,采用了一种改进布谷鸟方法优化支持向量机的惩罚因子参数和核函数参数进行超短期功率预测;然后,对低频预测信号建立1 min时间尺度和30 min时间尺度的功率波动并网指标,判断是否触发蓄电池动作,若动作,采用AMD分解自适应调整低频预测信号的截止频率,直到满足并网要求,确定蓄电池补偿功率指令。最后根据蓄电池荷电状态和补偿功率指令自适应调节原始风电信号截止频率,高频信号通过模糊控制由超级电容器补偿。仿真算例表明,该方法可以有效平滑功率波动,减少蓄电池的循环次数,同时保证了蓄电池储能的平滑能力,避免过充过放,延长蓄电池的寿命。     

计及火电机组热储能的含风电系统柔性调度

风电快速增长的同时保持较高的弃风率,因为电力系统缺乏足够的柔性容量来应对风电的不确定性。锅炉最小稳定燃烧率限制了火电机组的运行柔性。抽汽和热储能可以在不改变锅炉燃烧率的情况下调节机组功率输出。因此,对现有的火电机组进行抽汽和热储能改造是一个很有前景的选择,以消纳电力系统中高渗透率的风电,特别是在以火电为主的系统中。研究了火电机组抽汽与热储能改造后的柔性运行。首先,考虑到改造后的特点和技术约束,提出一种新的火电机组线性运行模型。其次,建立基于随机机组组合和滚动经济调度的模型,研究含风电电力系统进行抽汽和热储能改造的效益。最后,在IEEE24节点系统中进行仿真。仿真结果表明：采用抽汽和热储能改造的火电机组,可以有效降低弃风量,提高电力系统运行经济性。     

基于EEMD与模糊控制的混合储能控制策略

为实现风电平滑并网,采用蓄电池和超级电容组成的混合储能系统平抑风电出力波动。本文提出了基于集合经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）与模糊控制的混合储能控制策略。首先,利用集合经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）对风电输出功率信号进行分解。根据低、高频固有模态函数（IMF）能量的明显差异确定EEMD滤波阶次。其次,按照风电并网波动率的限制要求,对滤波阶次进行调整,将符合波动率要求的低频分量并网,高频分量分配给混合储能系统。然后,对蓄电池和超级电容的实时荷电状态（State of Charge,SOC）进行判断,利用模糊控制对超级电容的功率指令进行优化,防止超级电容过充和过放。仿真实例表明,所提策略既能实现风电输出功率的合理分配,有效的抑制风电波动,又能使混合储能系统的SOC稳定在合理区间,提高储能系统的使用寿命。