[发明专利]一种电力系统调频领域储能最优容量的评估方法及系统

权利要求书

1.一种电力系统调频领域储能最优容量的评估方法，所述方法包括：

建立储能输出功率模型，根据所述储能输出功率模型，确定所述储能的可调容量；所述建立储能输出功率模型，包括：

所述储能在接收电力系统调频信号后，判断所述储能是否已处于调频已调用状态，若所述储能处于调频已调用状态，则不响应电力系统本次调频信号；

若所述储能未处于调频已调用状态，则接受电力系统本次调频信号；

比较电力系统调频信号的目标功率与所述储能的额定功率的大小，取两者中较小值作为所述储能的输出功率，如下式：

储能的输出功率＝min(调频信号的目标功率，储能额定功率)

计算所述储能理论最长放电时长：当本次调频信号持续时间超过最长放电时间，则所述储能停止放电，转换状态，以20％的额定功率充电，直至储能100％充满电量，或下一个调频指令到来；

当电力系统调频信号为负时，所述储能做充电操作；判断电力系统调频信号目标功率绝对值与储能额定功率的大小，取两者中较小值作为储能充电功率，储能在1秒内按该功率进行充电；

储能充电功率＝min(|调频信号目标功率|，储能额定功率)

计算所述储能在该状态下的理论最长充电时间，当本次调频信号持续时间超过最长放电时间，则储能停止充电，输出功率为0，处于待机状态，直至下一个调频指令到来；

建立常规机组输出功率模型，根据所述常规机组输出功率模型，确定所述常规机组的可调容量；所述建立常规机组输出功率模型，包括：

所述常规机组接收电力系统调频信号后，判断所述常规机组是否已处于调频已调用状态，若所述常规机组处于调频已调用状态，则不响应电力系统本次调频信号；

若所述常规机组未处于调频已调用状态，则接受电力系统本次调频信号；

当所述常规机组接受本次调频信号的决策后，当调频信号目标功率值大于所述常规机组目前运行功率时，则为升负荷操作，所述常规机组增加功率输出；如调频信号目标功率值小于所述常规机组目前运行功率，则为降负荷操作，所述常规机组减少功率输出；

当所述常规机组升负荷操作时，所述常规机组的目标输出功率设定为调频信号目标功率和所述常规机组额定功率的较小值；

机组升负荷目标输出功率＝min(调频信号目标功率，机组额定功率)

当所述常规机组降负荷操作时，所述常规机组的目标输出功率设定为调频信号目标功率和常规机组最小运行功率的最大值；

机组降负荷目标输出功率＝max(调频信号目标功率，机组最小运行功率)

所述常规机组升、降负荷速率按照不同的常规机组类型，分别设定；

建立调频调度策略模型，根据电力系统的所需调频容量，以及所述储能的可调容量或所述常规机组的可调容量，对所述储能或所述常规机组进行容量调节；所述建立调频调度策略模型，包括：

确定电力系统所需调频容量MW；

分析现有运行的所述常规机组以及所述储能的可调容量MW；

按照调节性能Kpd从高到低的原则，依次调用运行的所述常规机组或所述储能，直至总调用容量满足电力系统所需调频容量；

建立调频补偿规则模型，根据所述调频补偿规则模型，确定所述储能或所述常规机组的补偿总额；所述建立调频补偿规则模型，包括：

调频补偿规则按照以下公式计算：

r_ij＝D_ij×Kpd_ij×P

其中：

a.r_ij为所述常规机组或所述储能i在第j天的补偿总额；

b.D_ij为所述常规机组或所述储能i在第j天的总的调节深度，所述常规机组或所述储能每进行一次响应调节，其响应终点出力P与响应前出力P′差值的绝对值，为该次响应的调节深度，全天所有调节次数n的调节深度的算数和即为D_ij，计算如下：

c.Kpd_ij为所述常规机组或所述储能i在第j天的调节性能，调节性能由调节速率指标K₁、调节精度指标K₂、响应时间指标K₃三个指标共同决定，所述常规机组或所述储能i在第j天第k次调节的调节性能计算如下：

则j天全天的调节性能取所有调节性能的算数平均值，若j天未被调用，调节性能取1：

其中，调节速率指标调节速率指标响应时间指标的计算如下：

其中，

V_Ni为系统规定的所述常规机组或所述储能的标准调节速率，V_ijk为所述常规机组或所述储能的实际调节速率，若第k次调节的调节深度为ΔMW_ijk，接受指令后达到目标调节点花费的时间为ΔT_ijk，则：

ΔP_ijk为达到目标出力后，在响应时段内，所述常规机组实际P_ijk(t)与目标出力P_ijk之间的差值平均值，若达到目标出力时记为时刻T₀，调节时段结束时，记为时刻T₁，则第k次调节的调节偏差量计算为：

调节允许的偏差量为所述常规机组或所述储能额定有功功率的1％，Δt_ijk为所述常规机组或所述储能接受电力系统二次调频信号AGC指令后，朝正确的方向升或降负荷超过所述常规机组或所述储能额定功率的1％时所耗费的时间；

d.P为调频补偿标准元/MW，P取值为6至12元/MW；

设置所述储能的容量配比，所述储能的容量配比为0％至100％，调整所述储能的容量配比，每次增加1％；

建立调频时序仿真模型，建立仿真算法输入数据库，根据所述储能的容量配比，进行调频时序仿真：根据电力系统区域控制偏差ACE调整电力系统的有功功率，确定电力系统的调频需求，根据调频需求确定有功功率的分配方式，发送调频指令给参与调频的所述储能或所述常规机组；模拟所述储能或所述常规机组的响应曲线，响应负荷频率；选择典型调频日，记录所述典型调频日内所有所述常规机组和所述储能以一定时间段内的功率数据；根据所述一定时间段内的数据，计算所有所述常规机组和所述储能在所述典型调频日内的总调频补偿费用。