[发明专利]一种火储联合调频半实物仿真系统

权利要求书

1.一种火储联合调频半实物仿真系统，其特征在于：

所述仿真系统包括系统模型、开发平台、PLC控制器和能量管理监控平台；

所述系统模型为火电机组与储能系统联合调频模型，通过接口模块与开发平台实现通信；

所述系统模型包括火电机组模型、储能系统模型和电网模型三个子系统，储能系统逆变器交流输出侧接入电厂的高压厂用变压器低压侧，高压厂用变压器额定功率大于储能系统额定功率与厂级负荷之和，高压厂用变压器高压侧与火电机组并网侧共同接入主变压器低压侧，各子系统通过修改设备参数、设置断路器的方式模拟设备故障、电路故障和电网电压的突然升降，以研究子系统之间的相互影响；

所述火电机组模型包括锅炉、汽轮机、发电机、锅炉主控系统、汽轮机主控系统、协调控制系统、数字电液控制系统、励磁系统和测量模块；所述火电机组模型接收能量管理监控平台下发的AGC调度指令值作为机组出力目标值；

所述开发平台为AGC调频控制算法的开发平台，通过TCP/IP将AGC调频控制算法下载到PLC控制器中；

所述PLC控制器负责执行控制算法，通过TCP/IP与能量管理监控平台实现通信；

所述能量管理监控平台实时监控仿真系统的运行，包含控制指令的下发和仿真系统运行数据的实时展示。

2.根据权利要求1所述的一种火储联合调频半实物仿真系统，其特征在于：

所述储能系统模型包括电池组、逆变器、滤波、逆变器控制系统、变压器和测量模块，所述电池组支持锂离子电池、铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池四种类型；

所述电网模型包括交流负荷、高压厂用变压器、主变压器、三相传输线路、三相电压源和测量模块。

3.根据权利要求2所述的一种火储联合调频半实物仿真系统，其特征在于：

所述发电机采用的是三相同步电机电气模型；

所述协调控制系统中，由汽轮机调节器控制输出功率，由锅炉调节器控制汽压；当功率给定值变化时，汽轮机调节器改变调速汽门开度，从而改变进汽量，促使发电机输出功率满足负荷要求；调速汽门开度改变后锅炉出口汽压随即变化，于是通过锅炉调节器改变燃料量；

所述数字电液控制系统包括内回路调节级压力控制、中间回路功率控制和外回路转速一次调频控制，所述三个回路同时作用时构成功-频回路；

当火电机组尚未并网时，数字电液控制系统为单回路反馈控制，只存在转速控制；

当数字电液控制系统处于并网后的负荷控制时，控制方案为串级PID控制，数字电液控制系统的外扰是负荷扰动前馈信号，内扰是蒸汽压力反馈信号，并网运行后不参与调频时用功率回路控制，参与调频时用功-频回路控制；

负荷变化时，功率控制器接受负荷扰动的前馈信号，对机组实发功率进行调整。

4.根据权利要求2所述的一种火储联合调频半实物仿真系统，其特征在于：

所述储能系统模型采用DC/AC单极拓扑结构，通过两级升压的方式接入火电机组的高厂变侧；

所述逆变器采用电压外环电流内环的双环控制方案。

5.根据权利要求1所述的一种火储联合调频半实物仿真系统，其特征在于：

所述开发平台为系统模型中的信号进行变量定义，系统模型中对应的信号通过接口模块与开发平台中的变量进行关联，从而实现仿真系统运行数据的实时跟踪；

所述开发平台通过分析从系统模型中获取的火电机组出力信号、储能系统出力信号、储能系统SOC信号、储能交/直流测电压和电流信号，以及能量管理监控平台下发至PLC控制器的AGC调度信号，以系统收益与调频效果为协同优化目标，确定仿真系统的AGC调频控制算法，所述AGC调频控制算法在仿真系统运行前将被下载到PLC控制器中。

6.根据权利要求1所述的一种火储联合调频半实物仿真系统，其特征在于：

所述PLC控制器执行AGC调频控制算法，通过算法实时更新储能系统模型的出力指令，用于决定储能系统模型是处于充电、放电或静置状态，同时控制储能系统模型的充放电深度以及SOC上下限。