基于机组实时出力增量预测的火电–飞轮储能系统协同调频控制研究

新能源的大规模并网给电力系统的频率安全带来了严峻挑战,充分挖掘电源侧调频资源对提升电网支撑能力具有重要意义。火电机组-飞轮储能联合调频能较好解决新型电力系统带来的火电机组运行安全性和经济性等问题。作为当前电网调频主力,火电机组动态特性复杂,各动态工况下调频能力差别较大,联合调频系统的协同出力容易受到影响。因此,该文提出一种机组实时出力增量的量化预测模型,进而设计了火电-飞轮储能系统协同调频控制策略,实现了动态工况下飞轮储能出力的自适应调整。仿真验证表明,该文提出的预测模型能够准确预测动态工况下机组的调频能力,协同调频控制策略可以改善电网调频效果。相比于传统下垂控制,系统频率偏差的最大值降低32%,稳态偏差减少约30%。火电机组出力波动减少26%,有利于火电机组安全稳定运行。     

电池储能提高电力系统调频性能分析

针对同功率电池储能系统对火电机组调频替代能力量化不明确的问题,通过分析对比电池储能系统与火电机组调频的原理,确定储能调频在频率响应稳定性和快速性方面的优势。从调差系数出发,分析储能对高比例可再生能源调频系统的影响,确定同功率储能对火电机组在提升调频效果方面的优势。定义了储能调频替代的功率和能量指标,并提出储能提高频率最低点的替代指标。最后,根据所提出的相关定量指标,以中国东部某区域电网系统为例,分析了不同扰动场景下多时间尺度的储能的替代能力,验证了电池储能对火电机组的高替代能力。     

基于多变量模糊控制的储能系统辅助火电机组调频

综合考虑区域电网的负荷需求和电池储能系统的荷电状态(SOC)两者之间的关系,提出了一种基于多变量模糊控制的电池储能系统辅助火电机组参与调频的控制策略。以储能装置为研究对象,设计相应的多变量模糊控制器,通过多变量模糊控制方法控制电池储能系统的输出功率,改善系统调频的动态性能。建立了含电池储能系统的区域电网仿真模型,并基于MATLAB/Simulink平台对所提控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,控制策略在改善火电机组的调频效果和提高储能装置的使用寿命方面更具有优势。     

火力发电厂储能调频电池系统设计

针对电网辅助服务市场储能调频项目缺乏成熟的电池系统设计方案,一定程度上限制了储能联合火电机组调频项目的发展,为推动国内储能系统发展的规模化、标准化,提升储能火电联合调频系统的设计水平,结合某发电公司2×350 MW储能调频项目,总结出该储能调频系统设计的电池系统关键技术,并提出电池系统设计中应注意的分选、热管理和均衡控...     

储能联合发电机组调频经济效益分析

近年来,国内电网电源结构发生了巨大变化,风电及光伏发电等大功率新能源并入电网。在利用可再生能源的同时,由于其电网不友好特性,对火力发电机组灵活性要求逐步提高。从储能电池系统联合火电机组对电网提供自动发电控制AGC(automatic generation control)调频角度出发,首先论述了国家针对调频服务的相关补偿政策;然后对调频补偿进行数学建模与分析;接着对储能经济进行数学分析;最后通过Matlab对广东某厂储能参与调频运行结果进行仿真,对储能投资进行评估。结果验证了储能联合发电机组调频具有良好经济效益。     

基于自适应协同下垂的飞轮储能联合火电机组一次调频控制策略

随着“双碳”目标的提出,新能源装机总量不断提高,对电网频率安全提出了更大的挑战。飞轮储能凭借其响应速度快、充放电次数多等优点,在联合火电机组参与调频、提升电网频率安全方面受到广泛关注。为更加充分利用飞轮储能辅助电网调频的快速性优势,设计了一种基于自适应协同下垂的飞轮储能联合火电机组一次调频控制策略,实现了火-储联合系统的功率协同自适应调整。仿真验证表明,所提出的控制策略可以有效改善火-储联合系统的调频性能,相比传统下垂控制,系统最大动态频差和稳态频差分别减少了29.00%和25.50%,缓解了火电机组调频压力,有利于火电机组安全稳定运行。     

火电机组与储能系统联合自动发电控制调频技术及应用

当前火电机组与储能系统联合自动发电控制(AGC)调频技术在我国电力行业发展迅猛。本文介绍了该技术的基本原理、典型方案、控制过程以及实际工程效果,探讨了储能系统接入对火电机组电气系统的影响和储能电池的选型问题,并分析了该技术工程应用的投资及收益。分析结果表明:火电机组与储能系统联合AGC调频技术效果显著,经济收益较好;储能系统的接入对火电机组的控制系统和电气系统基本无影响;磷酸铁锂电池作为储能系统电池较有优势。本文为火电机组与储能系统联合AGC调频技术的实际工程应用提供了参考。     

350MW级火电机组与电储能联合调频系统设计研究

随着"三北"地区新能源装机逐年增大,其消纳压力持续加大,新能源大规模并网将显著增加电网的ACE调频需求。目前"三北"地区电源结构以大型火电机组为主,ACE调频电源也几乎全部为火电机组,优质调频电源稀缺。大量的火电机组长期承担繁重的ACE调节任务,造成了发电煤耗增高、设备磨损严重等一系列负面影响。电储能由于其自身特点,参与ACE调频效果明显好于火电机组,引入相对适量的储能系统,能够迅速并有效地解决区域电网调频资源不足的问题,提高电网运行的可靠性及安全性。本文以华北地区某电厂的两台350MW燃煤机组为案例,研究了火电机组与电储能联合调频系统的设计方案和性能提升效果。     

用于火电机组二次调频的混合储能系统容量配置优化方法

随着大量可再生能源并入电网,火电机组越来越频繁地参与到电网调频中。针对火电机组自身二次调频能力不足的问题,采用由飞轮储能阵列和锂离子电池储能阵列组成的混合储能系统来辅助火电机组的二次调频。首先根据火电机组功率和自动发电控制（automatic generation control,AGC）指令获得混合储能系统的充放电功率指令,然后提出了基于小波包分解（wavelet packet decomposition,WPD）方法的各储能阵列充放电指令分配方法。接着根据各储能阵列充放电指令分配方法,以火电机组二次调频综合指标提升二倍为目标,提出了一种混合储能系统容量配置优化方法。最后,通过某额定装机容量250 MW的火电机组实际输出功率数据,仿真验证了本文提出的混合储能系统容量配置优化方法的有效性。     

储能辅助系统在热电厂的应用

针对电网调频需求增加,对火电机组的AGC调频提出更高要求的现状,对储能辅助调频系统进行了设计,并通过改造DCS系统实现了AGC调频的应用,验证了储能辅助调频系统调频效果.机组AGC调频能力的提升,提高了机组运行的可靠性和安全性.     

基于SOC预测的火储联合调频控制策略

随着常规火电机组和储能系统联合参与调频在电力系统中取得规模化应用,储能系统和火电机组联合调频控制策略成为二次调频的关键问题。基于两阶段储能荷电状态(state of charge, SOC)实时预测方法,对调频系统完成跟踪自动发电控制(automatic generation control, AGC)指令后的荷电状态进行主动预测;参考预测所得SOC数据和AGC指令,得到兼顾系统调频能力及储能SOC状态的联合前馈控制指令,确定火电机组和储能系统不同状态下的出力目标,实现储能和火电机组对AGC指令跟踪的互补协调运行。同时,在储能系统内部引入基于荷电状态的储能单体均衡策略,优化储能系统SOC一致性,提升储能系统整体动作深度。在MATLAB/Simulink中构建联合调频典型场景,对所提控制策略进行仿真验证。结果表明,所提控制策略在优化AGC指令跟踪效果、提升系统综合调频指标及改善储能单体SOC状态等方面具有显著优势。     

澳大利亚100 MW储能运行分析及对中国的启示

2017年12月1日,100 MW/129 MW·h特斯拉(Tesla)锂电池储能电站在澳大利亚南澳州投运,并于2017年12月14日和2018年1月18日维多利亚州的Loy Yang发电站机组跳闸事故中跨区参与电网调频。首先,分析了Tesla储能电池投入澳大利亚电网运行的物理和经济原因,介绍了电池的结构及控制策略,Tesla储能投运后的运行状况;然后,从制定中国储能参与电网运行技术标准和评价体系、发挥储能部分替代火电机组一次调频的能力、借鉴国外快速调频辅助服务模式、探索储能自盈利商业模式等角度深入探讨了Tesla储能运行对中国储能及储—网技术的启示和借鉴。     

电储能提升火电机组调频性能研究

近年来我国清洁能源发展迅猛,弃风、弃光现象突出,电网调频资源稀缺.为此,电储能被用于提升火电机组调频性能.本文以西部某火电厂为例,论述了电储能提升火电机组调频性能的工作原理,通过数据分析和理论计算,依据相关政策,得出了应用电储能提升火电机组调频性能是安全经济可行的重要结论.本文火电厂加装电池储能系统参与AGC调频,初始...     

电池储能参与发电厂AGC调频技术与经济分析

随着新能源大规模发电上网,电网要求机组自动发电控制(AGC)调频的能力加强,而传统火电机组在AGC调节方面存在的诸多问题。为此,提出电池储能参与AGC调频的改造方案,其具有响应快、精度高的优势,可使各项性能指标得到改善。并以京津冀并网发电的330 MW火电机组为例,对AGC补偿收益进行计算说明。     

提升火电机组一次调频性能的火电-储能一体化系统研究

提出了一种火电-储能一体化系统的构造方法,并设计了协同调频控制策略以改善火电机组一次调频性能。在严重有功扰动场景下,利用储能装置的快速响应能力提升了火电机组的一次调频响应速率,改善系统频率跌落深度。在负荷日常波动场景下,利用储能装置响应一次调频指令的高频分量,抑制了火电机组一次调频功能的频繁动作。此外,提出了储能能量恢复控制策略,采用火电充裕的能量恢复储能荷电状态,避免储能的过度充放。算例分析表明,所提方法可有效提升火电机组的一次调频性能,并能够有效维持运行过程中储能的荷电状态。     

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。     

储能联合火电机组参与系统二次调频方案设计∗

传统调频火电机组的调频能力有限,频繁变功率运行加剧了机组的磨损且严重影响设备寿命,日益难以满 足新能源接入下的调频需求.储能联合调频机组响应自动发电控制(AGC)指令不仅可以解决火电机组在调频过程中 调频性能低的问题,而且能够促进联合调频系统经济性的提升.为此,针对储能协调火电机组参与系统二次调频中的 拓扑结构、容量配置及控制策略等关键问题设计了相应的解决方案.通过某发电厂实际运行结果验证了方案的有效 性,并进一步分析了该方案在经济性方面的优势.     

南方电网储能联合火电调频技术应用

为更好地指导储能联合火电调频工程的建设应用,推动中国南方区域辅助调频市场的发展,阐述了中国南方电网储能联合调频工程建设和运行情况,重点分析了储能系统调频效益及对电网系统稳定的影响,得出的主要结论是:储能系统对机组的轴系扭振模态、电力系统稳定器功能、一次调频等基本无影响,采用重复控制等谐振抑制技术后储能谐波含量能控制在1...     

基于飞轮储能的火电机组一次调频研究

随着新能源在电网中的占比逐步提高,电网频率的稳定性受到了严重挑战,对电网中火电机组的调频能力提出了更高的要求。然而传统火电机组对功率的调节响应慢,难以满足一次调频的快速需求,且频繁的扰动也会对火电机组造成严重磨损,降低机组运行的安全性和经济性。飞轮储能技术凭借其快速响应功率变化的优势为解决火电机组调频问题提供了新的思路。基于MATLAB建立了飞轮储能辅助火电机组参与一次调频的两区域电网仿真模型。仿真结果表明,飞轮储能辅助火电机组参与调频能极大提高机组的调频质量,最大暂态偏差减小了29.5%,常规火电机组出力波动也明显减小,波动范围缩小了34.2%。机组出力波动小有利于机组原状态的恢复,延长机组寿命,提高电厂经济性。     

飞轮储能参与电网一次调频协调控制策略与容量优化配置

为充分利用飞轮储能辅助电网调频的优势并考虑运行经济性因素,对飞轮储能辅助火电机组参与电网一次调频协调控制策略和容量优化配置进行研究.首先,针对电网频率特性及机组调频特点,提出一种减少机组磨损、抑制反向调频、储能电量持续性管理的火电机组-飞轮储能协调控制策略.然后,基于一次调频积分电量考核贡献指数进行调频收益计算,并据此...