[发明专利]储能装置辅助火电机组二次调频的控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种利用储能装置辅助火电机组二次调频的控制方法及系统。本发明采用的控制系统包括基于储能装置荷电状态的功率控制模块和基于史密斯预估器的时滞补偿模块。控制系统接受来自电网的二次调频指令、火电机组有功功率反馈、储能装置荷电状态与输出有功功率反馈；根据反馈数据，控制系统采用基于储能装置荷电状态方法确定储能装置需要输出的有功功率；采用史密斯预估器对辅助调频系统中存在时滞进行补偿后，控制系统得到指令功率，指令通过通讯设备发送给储能装置，利用储能装置快速响应特性对火电机组发电功率进行补偿；辅助调频系统包括控制系统与储能装置。本发明可以改善火电机组参与电力系统调频的动态性能，获取更高的调频收益。

技术领域

本发明属于储能控制领域，涉及储能装置的控制，尤其是一种储能装置辅助火电机组二次调频的控制方法及系统。

背景技术

近年来，可再生能源大规模接入电网，电网中的不确定性日益增加，对电力系统调频提出了更高的要求。传统火电机组调频能力较弱，其爬坡率一般仅为2％机组额定容量/分钟，同时，频繁快速调节会增加火电机组磨损与发电煤耗，危及机组自身及电网安全。

相比火电机组，储能装置具有毫秒级满功率输出的能力，响应速度快，因而可以作为辅助元件，提高火电机组参与电网二次调频的能力，同时获取更高的调频收益。储能装置辅助火电机组参与电网二次调频在近年来得到了广泛关注，也有不少工程项目落地实施。

储能辅助调频系统需要着重考虑两个问题：1)需将储能装置荷电状态保持在一个合理的范围内，避免储能深充深放；2)储能装置辅助调频系统存在诸多包含时滞的环节，如信号测量、控制执行、数据传输等，这些环节中的时滞累加起来，将会对辅助调频系统的性能产生重要的影响。因此，需要设计控制策略，降低时滞对系统性能的影响。

发明内容

为提高现有储能装置辅助火电机组二次调频的性能，本发明提供一种储能装置辅助火电机组二次调频的控制方法及系统，以降低时滞对系统性能的影响，改善辅助调频系统的动态性能，获取更高的调频收益。

为此，本发明采用如下的技术方案：储能装置辅助火电机组二次调频的控制方法及系统，所述的控制系统包括基于储能装置荷电状态的功率控制模块和基于史密斯预估器的时滞补偿模块，所述的控制方法包括如下步骤：

1)所述的控制系统通过数据采集装置接受来自电网的AGC二次调频指令、火电机组输出有功功率反馈、储能装置荷电状态与输出有功功率反馈，分别记为P_AGC，P_GEN，SOC，P_ESS；根据反馈数据，控制系统采用基于储能装置荷电状态的方法确定储能需要输出的有功功率P_cmd,0；

2)采用史密斯预估器对辅助调频系统时滞进行补偿，控制系统得到指令功率P_cmd，并通过数据传输装置发送给储能装置，由储能装置输出指令功率；

所述的辅助调频系统包括控制系统与储能装置。

作为上述技术方案的补充，所述步骤1)中，采用基于储能装置荷电状态的方法确定储能装置需要输出的有功功率P_cmd,0的过程如下：首先，获得其中间功率：

P_cmd,1＝P_AGC-P_GEN，

然后，继续对P_cmd,1采用限幅运算，得到P_cmd,0，其限幅区间与储能装置荷电状态相关。