[发明专利]一种多直流馈入受端电网飞轮储能的调频方法及系统

说明书

一种多直流馈入受端电网飞轮储能的调频方法及系统，属于受端电网储能频率控制方法技术领域，包括以下步骤：实时监测受端电网频率值的波动，采集受端电网的频率值与标准频率的差值并输入数据处理系统；判断差值是否越限，根据差值由短时限状态扰动估值算法对短期内电网功率变动进行预测，构造功率状态预测适应度函数，飞轮储能控制系统根据改进条件的自动发电控制策略调整飞轮储能机组的工作状态至最优参数。系统实时监测电网频率并切换飞轮储能机组的工作状态和出力，使频率始终保持在某一范围内。本发明增强了高比例新能源接入的受端电网的频率稳定性，使得调频更加灵活精准。

技术领域

本发明属于受端电网储能频率控制方法技术领域，具体涉及一种多直流馈入受端电网飞轮储能的调频方法及系统。

背景技术

频率是衡量电能质量的重要指标之一。对电网而言，系统的频率波动反应了电能供需的平衡状况，发电量大于负荷消耗，系统频率升高，负荷消耗大于发电量，系统频率降低。电力系统的频率变动对用户、发电厂和电力系统本身都会产生不利影响，所以必须保持频率在额定值50Hz上下，且偏移不能超过一定范围。随着新能源发电机组大量的接入电网和具有冲击性负荷的增多，为了保证电网的安全经济运行，提高用户的用电质量，电网对机组的调频要求越来越高。目前，在中国各大区域电网中，大型水电与火电机组为主要的调频电源，通过不断地调整调频电源出力来响应系统频率变化，但是，它们各自具有一定的限制与不足，影响着电网频率的安全与品质。现有调频容量不足的问题突显，亟需新的调频手段的出现。

随着直流输电功率的不断提高，直流故障对电网的冲击越来越大，可能引发频率或功角稳定问题，严重时还将导致电压失稳。但是，随着特高压交直流的快速发展，多直流馈入受端电网的现有控制手段和措施，已无法满足同时兼顾广域消纳清洁能源和确保电网运行安全的需要。亟须针对上述问题寻找对策，并研究开发基于短时限状态扰动估值算法的飞轮储能的调频控制方法及系统，以应对多直流馈入受端电网下的频率稳定问题。

电池储能系统具有快速响应、精确跟踪的特点，使得其比传统调频手段更为高效。近年来，将大规模储能系统取代发电厂进行调频，已受到业界的关注。与传统电源相比，储能为电网提供调频的技术优势较明显，并且经济性也将逐渐呈现，能有效改善电力系统的运行效率。飞轮储能(Flywheel Energy Storage，FES)是一种先进的物理储能技术，是指利用电能驱动飞轮高速旋转，将电能转换为机械能，在需要的时候通过飞轮惯性拖动电机发电，将储存的机械能变为电能输出(即所谓的飞轮放电)的一种储能方式。其具有功率密度大，响应速度快、长寿命、免维护、可扩展性好、无污染等特点。相比其他类型储能方式，比如锂电池、铅酸电池、抽水蓄能等，飞轮储能电站具有输出功率大、瞬时响应速度快、长期运行维护成本低、安全可靠、绿色环保无污染等优点。尤其是飞轮储能系统的放电功率响应速度快，达到毫秒级，能够达到一次调频控制的需求，可采取飞轮储能与机组联合进行一次调频控制。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种多直流馈入受端电网飞轮储能的调频方法及系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多直流馈入受端电网飞轮储能的调频方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：实时监测受端电网频率值的波动，采集受端电网的频率值与标准频率的差值；

步骤2：判断差值是否越限，并根据差值由扰动估值算法对短期内电网功率变动进行预测，寻找飞轮储能机组的最优状态及参数；

步骤3：根据最优状态及参数，通过自动发电控制策略对飞轮储能机组的状态及参数进行调整，使其频率保持在设定范围内。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，步骤2中，当差值在上下限内，飞轮储能机组短期内工作于能量保持状态；当差值越上限，飞轮储能机组工作于充电状态；当差值越下限，飞轮储能机组工作于放电状态。