[发明专利]利用储能消弭新能源并网风险的调频方法

权利要求书

1.一种利用储能消弭新能源并网风险的调频方法，储能系统安装于风力发电机侧，储能系统与火电机组共同作为自动发电控制(AGC)控制系统的二次调频机组，其特征在于，所述的调频方法步骤如下：

1)根据风电场预测得到次日每隔15min的96点随时间变化的风电出力曲线；

2)根据风电场申报给调度中心的风电机组出力值，由调度中心向风储联合调频系统下发次日风电计划出力曲线；

3)调度中心下发电力系统实时频率偏差，储能系统优先调节前日预测与当日实时的风电功率偏差，火电机组作为响应二次调频中的其他功率偏差的补偿调频机组。

2.根据权利要求1所述的利用储能消弭新能源并网风险的调频方法，其特征在于，所述步骤3中，当区域电力系统的电网频率发生变化时，包括通信通道、远程终端单元和数据采集与监控装置的自动发电控制(AGC)控制系统采集实时数据，形成区域控制误差ACE，将计算得到的应调节功率作为二次调频指令下发给火电机组和储能系统等调频资源；火电机组接收到二次调频指令后控制火电机组的出力跟踪调度指令，储能系统实时监测火电机组的功率；当储能系统收到二次调频指令后，根据风电计划出力与风电实际出力的差值引起的功率偏差，计算出储能系统的出力，然后快速响应；随着火电机组出力对二次调频指令的响应，储能系统逐渐完成二次调频响应并退出，完成二次调频的一次响应过程。

3.根据权利要求2所述的利用储能消弭新能源并网风险的调频方法，其特征在于，所述的储能系统收到二次调频功率指令，根据风电计划出力与风电实际出力的差值引起的功率偏差，计算储能系统的出力，然后快速响应的过程如下：

1)分配二次调频功率指令

设调频机组动作期间Δt内，风电机组调度计划出力P_WD，实际出力值P_WP，风电机组运行风险功率为ΔP_w，储能系统的出力值为ΔP_B，二次调频功率指令为ΔP_A，火电机组的出力指令功率为ΔP_G：

ΔP_W＝P_WD-P_WP (1)

ΔP_A＝ΔP_B+ΔP_G (2)

风电机组运行风险功率ΔP_W＞0，风电计划出力大于实际出力，储能系统放电；反之，储能系统充电；

2)不同情况下功率分配具体如下：

下述式中，E_BESS为储能系统总能量，η为储能系统的运行效率，ΔP_B，max为储能最大允许增加功率，SOC(0)为初始时刻的储能系统的SOC值，SOC_min、SOC_max分别为储能系统的SOC最小值、最大值，ΔP_B，max为储能最大允许增加功率；

当风电机组运行风险功率ΔP_w＞0时：

(1)当ΔP_w≤ΔP_B，max，且SOC(0)-ΔP_w·Δt≥SOC_min，二次调频功率指令中的风电机组运行风险功率不大于储能最大允许增加功率ΔP_B，max，并且按照风电机组运行风险功率储能系统放电Δt秒后，储能系统的SOC值不低于储能系统SOC最小值SOC_min，此时，储能系统按风电并网风险功率指令放电，ΔP_B＝ΔP_W，ΔP_G＝ΔP_A-ΔP_w；

(2)当ΔP_w≤ΔP_B，max，且SOC(0)-ΔP_w·Δt＜SOC_min，二次调频功率指令中的风电机组运行风险功率不大于储能最大允许增加功率ΔP_B，max，并且按照风电机组运行风险功率储能系统放电Δt秒后，储能系统的SOC值低于储能系统SOC最小值SOC_min，则风电风险功率由储能和火电机组同时响应，

ΔP_G＝ΔP_A-ΔP_B；

(3)当ΔP_w＞ΔP_B，max，且SOC(0)-ΔP_w·Δt≥SOC_min，二次调频功率指令中的风电机组运行风险功率大于储能最大允许增加功率ΔP_B，max，并且按照风电机组运行风险功率储能系统放电Δt秒后，储能系统的SOC值不低于储能系统SOC最小值SOC_min，则此时风电风险功率由储能和火电机组同时响应，储能按照最大允许增加功率放电，

ΔP_B＝ΔP_B，max，ΔP_G＝ΔP_A-ΔP_B；

(4)当ΔP_w＞ΔP_B，max，且SOC(0)-ΔP_w·Δt＜SOC_min，二次调频功率指令中的风电机组运行风险功率大于储能最大允许增加功率ΔP_B，max，并且按照风电机组运行风险功率储能系统放电Δt秒后，储能系统的SOC值低于储能系统SOC最小值，则此时风电风险功率由储能和火电机组同时响应，

ΔP_G＝ΔP_A-ΔP_B；

当风电机组运行风险功率ΔP_w＜0时：

(1)当|ΔP_w|≤ΔP_B，max，且SOC(0)-ΔP_w·Δt≤SOC_max，二次调频功率指令中的风电机组运行风险功率不大于储能最大允许增加功率ΔP_B，max，并且按照风电机组运行风险功率储能系统充电Δt秒后，储能系统的SOC值不高于储能系统SOC最大值SOC_max，此时，储能系统按风电并网风险功率的大小放电，

ΔP_B＝ΔP_W，ΔP_G＝ΔP_A-|ΔP_w|；

(2)当|ΔP_w|≤ΔP_B，max，且SOC(0)-ΔP_w·Δt＞SOC_max，二次调频功率指令中的风电机组运行风险功率不大于储能最大允许增加功率ΔP_B，max，并且按照风电机组运行风险功率储能系统充电Δt秒后，储能系统的SOC值高于储能系统SOC最大值SOC_max，则风电风险功率由储能和火电机组同时响应，

ΔP_G＝ΔP_A-ΔP_B；

(3)当|ΔP_w|＞ΔP_B，max，且SOC(0)-ΔP_w·Δt≤SOC_max，二次调频功率指令中的风电机组运行风险功率大于储能最大允许增加功率ΔP_B，max，并且按照风电机组运行风险功率储能系统充电Δt秒后，储能系统的SOC值不高于储能系统SOC最大值SOC_max，则此时风电风险功率由储能和火电机组同时响应，储能按照最大允许增加功率放电，

ΔP_B＝-ΔP_B，max，ΔP_G＝ΔP_A-ΔP_B；

(4)当|ΔP_w|＞ΔP_B，max，且SOC(0)-ΔP_w·Δt＞SOC_max，二次调频功率指令中的风电机组运行风险功率大于储能最大允许增加功率ΔP_B，max，并且按照风电机组运行风险功率储能系统充电Δt秒后，储能系统的SOC值高于储能系统SOC最大值SOC_max，则此时风电风险功率由储能和火电机组同时响应，

ΔP_G＝ΔP_A-ΔP_B。