[发明专利]一种储能装置与多晶硅负荷聚合调频方法及系统

说明书

本发明属于电力系统规划调度和需求侧管理相结合的技术领域，提供了一种储能装置与多晶硅负荷聚合调频方法及系统。该方法包括，考虑储能参与调频的控制模块、多晶硅负荷控制模块和运行单机等效模型构建储能与多晶硅负荷聚合控制模型；将储能装置的实时运行数据、多晶硅负荷的实时运行数据输入储能与多晶硅负荷聚合控制模型，考虑储能装置、多晶硅负荷得到的每个调频单元的生产运行约束，获取不同下垂系数下储能装置的荷电状态和多晶硅负荷的输出电压，基于不同下垂系数下储能装置的荷电状态和多晶硅负荷的输出电压，获得每个调频单元的调节容量。

技术领域

本发明属于电力系统规划调度和需求侧管理相结合的技术领域，尤其涉及一种储能装置与多晶硅负荷聚合调频方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

电网供需主要依靠发电厂、需求侧管理手段，但工业园区负荷装机容量大，参与电网功率波动也蕴藏较大潜力，尚未有效发掘利用。工业园区负荷能够提升能源资源的综合利用效率，电量成本占整个生产过程总投入的40％以上，“高耗能”问题一直制约着多晶硅产业的发展，参与需求侧响应，符合电网与用户的双重需求。

目前的研究中，工业负荷参与电网优化调度的方式主要可分为两类：一是调整自备电厂的发电计划。许多电解铝厂、钢铁厂、多晶硅厂等工业企业会配备自备电厂，以降低用电成本。从电网侧看，工业负荷及其自备电厂可视为一个等效负荷。二是调整工业负荷的启停。在保证工业用户生产效益不变的前提下充分使工业负荷参与到电网调峰调频等电网调控运行是不变的趋势。总之，对工业园区负荷参与电网供需互动实施的模式、法律地位、具体措施等问题都没有明确的结论，缺乏定量分析模型，难以充分挖掘工业负荷的调控潜力。

发明内容

本发明考虑工业负荷多晶硅需求响应过程中，如何协调多晶硅负荷与储能装置的协调调频问题。针对多晶硅负荷、储能装置的功率响应特性，提出一种基于生产运行状态的储能装置与多晶硅负荷聚合调频方法及系统，能够确保电网在执行分布式电源消纳和需求侧资源管理过程的功率平衡需求，间接提高电力系统的稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种储能装置与多晶硅负荷聚合调频方法。

一种储能装置与多晶硅负荷聚合调频方法，包括：

考虑储能参与调频的控制模块、多晶硅负荷控制模块和运行单机等效模型构建储能与多晶硅负荷聚合控制模型；

将储能装置的实时运行数据、多晶硅负荷的实时运行数据输入储能与多晶硅负荷聚合控制模型，考虑储能装置、多晶硅负荷得到的每个调频单元的生产运行约束，获取不同下垂系数下储能装置的荷电状态和多晶硅负荷的输出电压，基于不同下垂系数下储能装置的荷电状态和多晶硅负荷的输出电压，获得每个调频单元的调节容量。

进一步的，所述储能参与调频的控制模块构建的过程包括：

基于储能装置的荷电状态得出储能装置自适应下垂控制，将logistic曲线经过对称平移变换得到自适应控制策略的充放电曲线，得出储能参与调频的控制模块。

进一步的，所述多晶硅负荷控制模块构建的过程包括：

根据多晶硅负荷生产运行过程中的能量转换关系确定调节容量与单相电压调节范围，基于调节容量与单相电压调节范围得出多晶硅负荷控制模块。

进一步的，所述储能装置与多晶硅负荷的功率特性模型包括储能装置功率特性模型和多晶硅负荷功率特性模型。

进一步的，所述储能装置功率特性模型构建的过程为：以电池充放电效率最大化为目标，考虑电池的初始荷电水平、电池的额定容量以及电池充放电效率，获得储能装置功率特性模型。