[发明专利]一种多资源频率响应中电化学储能两类调节参数选择与设定方法

说明书

一种多资源频率响应中电化学储能两类调节参数选择与设定方法，首先，根据电力系统频率最低值计算方法搭建系统频率响应SFR模型，在上述模型基础上加入储能，搭建含储能的系统频率响应模型。其次，对其进行仿真，分析储能两种调节参数改变对系统频率响应的影响。最后，搭建含火电机组、水电机组的ASF模型，并加入储能，搭建储能与多资源ASF共同响应的调频模型，对其进行仿真分析。本发明在SFR模型及ASF模型中加入储能，构成含储能的SFR模型及储能与多资源ASF共同响应的调频模型，根据新模型中储能两种调节参数变化对系统频率响应的影响，为储能参与电力系统调频工作的参数选择与确定提出指导，对储能在电力系统调频工作中的应用方式具有重要参考意义。

技术领域

本发明属于电化学储能模拟火电机组参与电力系统一次调频技术领域，涉及一种多资源 频率响应中，电化学储能的下垂控制系数与一次调频死区的选择与设定方法。

背景技术

我国正处于能源结构转型的关键时期，数据显示，辽宁2020年新能源综合利用率达到 99.22％，同年年底辽宁全省清洁能源装机容量占比达36.96％，辽宁力争在2025年实现全省 非化石能源总装机容量比例达到50％以上。由于新能源当中某些自然资源的随机性、波动性 以及不确定性，此类资源发电上网电量的逐步增加加剧了电力系统的频率波动，电网调峰运 行峰谷差也逐年增大，功率缺失也使得电网的频率稳定风险增加，因此对系统频率稳定性也 提出了更高的要求。

电力系统的频率调节方式大都是通过水电机组和专门的火电机组进行调频。水电机组的 工作受到季节和地理条件的限制，新能源的大规模接入又使得电力系统当中火电机组的惯量 逐渐减小，抑制频率快速变化的能力逐渐减弱，惯性响应能力下降。此外，发电机组的调速 器存在一定的调频死区，虽然发电机组调速器死区的存在，能够避免电力系统频率受到微小 扰动时的频繁动作，减小这些微小扰动对电网及设备运行稳定性的影响，但是随着新能源渗 透比例提高对系统频率稳定性要求的提高，发电机组的调速器死区容易造成一次调频不够及 时，同时机械死区、传输信号等影响因素也会致使发电机组出力变化滞后。大唐东北电力试 验研究院有限公司对火电机组一次调频原因与优化分析当中，对黑龙江省部分主流机型的一 次调频进行考核，汇总得到一次调频存在小于规定响应速度且动作幅度不足等问题。

储能具有响应速度快、可双向调节、可精确控制等优点，它可在电力系统承担不同的角 色，能够应用于平抑发电及负荷波动，提升发电机组灵活调节能力，并且它在电网调频方面 有着显著的优势，因此利用储能进行调频是当前的一种重要手段。近年来，世界主要国家正 在密集开展储能研究工作，我国也积极推进储能技术研究和产业发展。但现有针对储能参与 电力系统辅助服务的研究中，多数都是从储能元件侧针对如何控制储能参与调频的角度开展 研究，部分研究在储能参与调频时考虑自身荷电状态的变化以优化储能充放电过程，也有研 究通过改变储能充放电速率进而调整自身的调频能力，综合考虑储能的调整速率与调频死区 的研究并不常见。此外，在系统调度层面进行的储能运行调度中，较少将储能与常规机组进 行协调，没有充分利用储能的优势。现有的一种考虑储能动作边界的快速调频控制方法中提 出了减小储能调频死区能够提高调频效果并改善了火电机组频繁动作的方法，但是该方法没 有指出储能参与调频可能会抑制发电机组调频出力的情况。将储能置于系统层面，或令储能 根据电网需求进行响应，根据企业负荷特性和经济性实时调用储能电站，能够实现储能资源 的精细化调配令其自动进行需求响应，经济效益与社会效益显著。因此，理应利用储能在调 频方面的优势，通过改变储能的多种调节参数精细化调配储能，保证电力系统的频率安全。

本发明提出了一种多资源频率响应中电化学储能的下垂控制系数与一次调频死区的选择 与设定方法。该方法基于系统调度层面精细化调用储能，综合考虑储能参与多资源系统频率 响应时，其下垂控制系数与一次调频死区发生变化对电力系统频率以及其余资源发电出力的 影响。该方法为储能参与系统频率响应时，是否选择考虑其调频死区的调整以及如何设定其 下垂控制系数提出了参考依据，对储能在电力系统调频工作中的应用方式具有重要意义。

发明内容