[发明专利]一种电池储能电源参与电网二次调频的协调控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池储能电源参与电网二次调频的协调控制方法及系统。

背景技术

在电网二次调频中，通过改变发电机组的调差特性曲线的位置，能实现频率的无差调节， 一般用于调整分钟级和更长周期的负荷波动。

(1)对于互联电网一般采用联络线频率偏差控制(Tie-line load frequency Bias Control,TBC) 控制模式，即将频率偏差和联络线净交换功率偏差进行线性叠加来反映区域的供需不平衡， 从而形成二次调频的ACE信号。各区域ACE信号一般会经过滤波和死区判断环节，然后再 根据各调频机组的参与因子将该控制信号进行分配，最后对各调频机组下达调整的发电参考 点从而完成稳态时ACE信号为零的目标。目前，参与二次调频的水电机组的调频容量易受地 域与季节的制约；火电机组由于受能量转换过程和爬坡速率慢等技术限制，调频过程中表现 出响应时滞长、调节过程延迟、反向和偏差(超调和欠调)等现象，且机组提供调频服务不 仅加剧了其设备磨损，而且增加了燃料使用量、运营成本和废物排放量等。随着高渗透率新 能源的大规模并网，现有调频容量不足的问题日益突出，亟需新的调频手段出现。

(2)大规模储能电源在调节速率和调节精度等技术性能上优势明显，其综合响应能力能满 足电网调频时间尺度内的功率变换需求，且其成本有下降的空间；与传统调频电源相结合， 可作为二次调频的有效辅佐手段，辅助传统二次调频技术实现无差调节。目前，电池储能电 源作为一种新颖而优质的可移动储能设备，以其秒级的充放电能力、上万次的循环寿命、宽 泛的温度适应能力以及环境友好特性，受到了广泛的关注，急需提出一种电池储能电源参与 电网二次调频的协调控制方法。

发明内容

本发明提出了一种电池储能电源参与电网二次调频的协调控制方法及系统，其目的在于， 通过利用电池储能电源辅助传统调频电源对电网区域控制偏差(Area Control Error，ACE)信号 进行校正，以最大限度实现ACE信号为控制目标，以保持调频暂态性能和稳态性能、电池储 能电源具有较好的充/放电能力，优化配置储能容量，提高电网二次调频的能力。

一种电池储能电源参与电网二次调频的协调控制方法，包括以下几个步骤：

步骤1：电池储能电源经断路器和变压器并入电网；

【所述电池储能电源已包含逆变器；】

步骤2：实时采集电网运行数据；

所述电网运行数据包括从调控中心获取的区域控制偏差(ACE)信号、区域电网调频容 量P_f数据、传统调频电源参与电网二次调频的实际调频出力P_G数据及从电池管理系统获得 的电池荷电状态SOC数据；

步骤3：根据步骤2采集的实时ACE信号和SOC数据确定电池储能电源工作区域，并根 据电池储能电源是否参与电网二次调频来将所述工作区域划分为动作区域或非动作区域；

步骤4：根据工作区域判断是否需要计算区域电网爬坡速率P_G.ramp，如当前工作区域为动 作区域，则进行计算区域电网爬坡速率P_G.ramp，并利用区域电网爬坡速率P_G.ramp确定电池储 能电源所处应用场景，并依据电池储能电源的应用场景，分别确定电池储能电源和传统调频 电源的理论调频指令P_B.ref和P_G.ref，进入步骤5；否则，依据电池储能电源非动作区域确定电 池储能电源对应的二次调频的实际出力值P_B，进入步骤6；

【区域电网爬坡速率指单位时间内电网中所有调频机组出力的变化速度之和。假设单台 火电机组的爬坡速率是每分钟2％MCR(额定容量)水平，结合电网在线运行的所有火电机 组实际运行情况得到每分钟的调频容量之和为P_f，则此时的区域电网爬坡速率为P_f每分钟；】

【所述调频指令是指电源的输出功率指令；】

【所述典型应用场景包括区域电网爬坡速率充足和区域电网爬坡速率不足两种场景；】

步骤5：根据电池储能电源参与电网二次调频的动作区域、理论调频指令P_B.ref和电池储 能电源正常工作时的最大出力限值P_B.max，确定电池储能电源对应的二次调频的实际出力值 P_B；