CN109659958B - 一种电力***及其调峰调频方法 - Google Patents
一种电力***及其调峰调频方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109659958B CN109659958B CN201910029765.0A CN201910029765A CN109659958B CN 109659958 B CN109659958 B CN 109659958B CN 201910029765 A CN201910029765 A CN 201910029765A CN 109659958 B CN109659958 B CN 109659958B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat storage
- power
- power system
- storage station
- change heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 196
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 94
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims abstract description 42
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 24
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 17
- 230000009194 climbing Effects 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013486 operation strategy Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/24—Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电力***及其调峰调频方法,包括如下步骤:获取电力***的控制条件和频率变化量;根据控制条件确定电力***中相变储热站腰荷时段最大储热量以及低谷时段的最大放热需求;根据最大储热量和最大放热需求计算电力***的调峰容量增量;根据频率变化量中的低频信号对电力***进行调频。通过实施本发明,针对加装相变储热站的电力***,获取电力***最大的调峰容量增量,由于分布式相变储热站的缓慢响应与储热容量大的特点使得其可以弥补常规调频方式的不足,可显著减少电网所需旋转备用容量,因分布式相变储热站参与调频而节省的旋转备用容量可用于电网调峰、事故备用等,能够进一步提升电力***运行的安全性与可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及调峰调频技术领域,具体涉及一种电力***及其调峰调频方法。
背景技术
近年来热电联产机组发展较快,装机容量已达3亿千瓦,占火电装机容量的近30%。2016年3月,国家***、能源局等联合颁布了《热电联产管理办法》,针对热电联产发展滞后问题,要求北方大中型城市热电联产集中供热率达到60%以上。随着节能减排的不断推进,我国集中供热面积仍在逐年增加,预计未来将有更多燃煤机组进行供热改造或新增热电联产机组。
传统机组供热期采取“以热定电”的运行方式,调峰调频能力受限,现有热电机组通常采用增加蓄热装置的方式提高热电机组的调峰调频能力,增加的蓄热装置可以通过在不同时段储存热量和放出热量提高能源利用率,但供热和发电相互制约的现状没有改变,由于现有蓄热装置如热泵等装置中蒸汽量和流量等条件的制约,发电量和供热量之间的限制更加突出,调峰调频能力有限。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种电力***及其调峰调频方法,以解决现有技术中蓄热装置如热泵等装置中蒸汽量和流量等条件的制约,发电量和供热量之间的限制更加突出,调峰调频能力有限的问题。
本发明提出的技术方案如下:
本发明实施例提供了一种电力***的调峰调频方法,该调峰调频方法包括如下步骤:获取所述电力***的控制条件和频率变化量;根据所述控制条件确定所述电力***中相变储热站腰荷时段最大储热量以及低谷时段的最大放热需求;根据所述最大储热量和最大放热需求计算所述电力***的调峰容量增量;根据所述频率变化量中的低频信号对所述电力***进行调频。
进一步地,获取所述电力***的控制条件和频率变化量,包括:获取所述电力***中热电机组的约束条件、相变储热站的约束条件和相变储热站的边界条件以及电力***的频率变化量。
进一步地,所述热电机组的约束条件包括:运行约束条件、爬坡率约束条件、热负荷约束条件;所述相变储热站的约束条件包括:容量约束条件、热量平衡约束条件;所述相变储热站的边界条件包括:储热容量边界条件、储热余量边界条件、最大充热功率边界条件、最大放热功率边界条件、机组热负荷需求边界条件以及下阶段调峰能力边界条件。
进一步地,根据所述控制条件确定所述电力***中相变储热站腰荷时段的最大储热量以及低谷时段的最大放热需求,包括:根据所述电力***中热电机组的约束条件、相变储热站的约束条件和相变储热站的边界条件确定所述电力***中相变储热站腰荷时段的最大储热量以及低谷时段的最大放热需求。
进一步地,根据所述最大储热量和最大放热需求计算所述电力***的调峰容量增量,包括:根据所述最大储热量和最大放热需求计算所述电力***中相变储热站低谷时段向下调峰容量与尖峰时段向上调峰容量;将所述向下调峰容量与向上调峰容量相加得到所述电力***的调峰容量增量。
进一步地,根据所述频率变化量中的低频信号对所述电力***进行调频,包括:根据所述低频信号计算功率偏差值,根据所述功率偏差值得到功率调节值;根据所述功率调节值的大小将所述功率调节值分为四个区间;根据所述功率调节值所在的区间对所述电力***进行调频。
进一步地,根据所述低频信号计算功率偏差值,根据所述功率偏差值得到功率调节值,包括:根据所述低频信号中的缓变部分计算功率偏差值,将所述功率偏差值经滤波和比例积分调节得到功率调节值。
进一步地,根据所述功率调节值的大小将所述功率调节值分为四个区间,包括:根据所述功率调节值绝对值的大小,将所述功率调节值分为闭锁调节区、正常调节区、预告调节区及告急调节区。
本发明实施例还提供一种电力***,该电力***包括:相变储热站、热电机组和自动发电***,所述自动发电***使用上述实施例任一项所述的电力***的调峰调频方法对电力***的热电机组进行调峰调频。
本发明提出的技术方案,具有如下优点:
本发明实施例提供的电力***的调峰调频方法,针对加装分布式相变储热站的电力***,采用自动发电***辅助电力***中的热电机组进行调峰调频,当热电机组产热量较大时,除了满足热负荷外,将多余的热量存储于分布式相变储热站中。当热电机组产热量不满足热负荷时,不足热量可由分布式相变储热站提供。这样通过相变储热装置可协调热电机组参与电力***调峰,可以获得最大的调峰容量增量,同时,相变储热站可在一分钟内完成AGC调度指令,比传统机组以及电池储能等调频资源响应速度慢,可以与其他传统机组互相配合,通过AGC***协调控制各自的出力大小,完成对电力***的调频,达到电网频率的动态稳定,保证供电质量。
本发明实施例提供的电力***,通过在热电机组中加入分布式相变储热***,由于相变储热站响应速度慢,功率吞吐能力强,且调节方向能够双向改变,与常规调频电源相结合,可作为辅助传统机组调峰的有效手段。分布式相变储热站的缓慢响应与储热容量大的特点使得其可以弥补常规调频方式的不足,可显著减少电网所需旋转备用容量,因分布式相变储热站参与调频而节省的旋转备用容量可用于电网调峰、事故备用等,能够进一步提升电力***运行的安全性与可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的电力***的调峰调频方法流程图;
图2是根据本发明实施例的加装相变储热站的热电机组运行模式图;
图3是根据本发明实施例的热电机组加装相变储热站前后的电热特性曲线图;
图4是根据本发明实施例的电力***的调峰调频方法流程图;
图5是根据本发明实施例的电力***的调峰调频方法中预告调节区相变储热站调节功率变化的曲线图;
图6是根据本发明实施例的电力***的调峰调频方法中不同相变储热站容量占比时PDV标准差的变化曲线图;
图7是根据本发明实施例的电力***的调峰调频方法中相变储热站能量不受限时PDV标准差的变化曲线图;
图8是根据本发明实施例的电力***的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种电力***的调峰调频方法,如图1所示,该调峰调频方法包括如下步骤:
步骤S1:获取电力***的控制条件和频率变化量。具体地,电力***包括自动发电***(Automatic Generation Control,AGC)以及加装有分布式相变储热站的热电机组,获取相变储热站和热电机组的控制条件,获取电网频率变化值即为频率变化量。
步骤S2:根据控制条件确定电力***中相变储热站腰荷时段最大储热量以及低谷时段的最大放热需求。具体地,为了获得最大的调峰容量增量,电力***中相变储热站运行时需在腰荷以及峰荷时段储存热量,当电力***中热电机组发电量处于低谷时段放出热量。
步骤S3:根据最大储热量和最大放热需求计算电力***的调峰容量增量。具体地,在确定最大储热量和最大放热需求后,根据这两个值的大小确定电力***的调峰容量增量。
步骤S4:根据频率变化量中的低频信号对电力***进行调频。具体地,分解出频率变化量中的低频信号,将低频信号作为加装有分布式相变储热站的热电机组出力的控制信号,对热电机组进行调频。
通过上述步骤S1至步骤S4,本发明实施例提供的电力***的调峰调频方法,针对加装分布式相变储热站的电力***,采用自动发电***辅助电力***中的热电机组进行调峰调频,当热电机组产热量较大时,除了满足热负荷外,将多余的热量存储于分布式相变储热站中。当热电机组产热量不满足热负荷时,不足热量可由分布式相变储热站提供。这样通过相变储热装置可协调热电机组参与电力***调峰,可以获得最大的调峰容量增量,同时,相变储热站可在一分钟内完成AGC调度指令,比传统机组以及电池储能等调频资源响应速度慢,可以与其他传统机组互相配合,通过AGC***协调控制各自的出力大小,完成对电力***的调频,达到电网频率的动态稳定,保证供电质量。
作为本实施例的一种可选实施方式,上述步骤S1中获取的控制条件包括:电力***中热电机组的约束条件、相变储热站的约束条件和相变储热站的边界条件。具体地,热电机组的约束条件包括:运行约束条件、爬坡率约束条件、热负荷约束条件;相变储热站的约束条件包括:容量约束条件、热量平衡约束条件;相变储热站的边界条件包括:储热容量边界条件、储热余量边界条件、最大充热功率边界条件、最大放热功率边界条件、机组热负荷需求边界条件以及下阶段调峰能力边界条件。
在热电机组中加装相变储热站后,热电机组的运行约束条件可以用公式(1)表示,
其中,Ht,i为第i台热电机组t时刻的热出力,Pt,i为第i台热电机组t时刻的电出力,Pel,min为纯凝工况时热电机组的最小电出力,kv2为纯凝工况最小电出力时进气量不变的情况下每多增加单位热出力时电出力的减少量,hmed为热电机组最小技术出力时的热出力,h0为常数,km为背压工况时电出力及热出力的比例系数,hh,max为热电机组最大技术出力时的热出力。
热电机组的爬坡率约束条件可以用公式(2)表示:
其中,Pup,i和Pdown,i分别为第i台热电机组向上、向下爬坡率约束,Pt-1,i为第i台热电机组t-1时刻的电出力。
热电机组的热负荷约束条件可以用公式(3)表示:
Hout,t+Hd,t=Hload,t (3)
其中,Hout,t为相变储热站在t时刻的放热功率,Hd,t为热电机组直接供给的供热功率之和,Hload,t为热电机组的热负荷需求。
相变储热站的容量约束条件用公式(4)表示:
其中,PHR为相变储热站放热功率,Pmax,r为相变储热站最大放热功率。PHA为相变储热站储热功率,Pmax,a为相变储热站最大储热功率。
相变储热站的热量平衡约束条件用公式(5)表示:
其中,Hx,t、Hx,o分别为相变储热站x在初始状态和t时刻的储热量,ηa,x、ηr,x分别为相变储热站x的储热效率和放热效率,Pa,x、Pr,x分别为相变储热站x的储热功率和放热功率,Hs,x为相变储热站的额定容量。
作为本实施例的一种可选实施方式,根据上述热电机组的约束条件、相变储热站的约束条件和相变储热站的边界条件等控制条件,可以得出相变储热站处于腰荷时段的最大储热量,用公式(6)表示:
相变储热站在低谷时段的最大放热需求用公式(7)表示:
作为本实施例的一种可选实施方式,上述步骤S3,根据最大储热量和最大放热需求计算电力***的调峰容量增量,包括:根据最大储热量和最大放热需求计算电力***中相变储热站低谷时段向下调峰容量与尖峰时段向上调峰容量;将向下调峰容量与向上调峰容量相加得到电力***的调峰容量增量。
具体地,当计算得到最大储热量Ha,F和最大放热需求Hr,L后,比较Ha,F和Hr,L的大小,可以分为Ha,F小于Hr,L以及Ha,F大于等于Hr,L两种情况计算电力***的调峰容量增量。
当Ha,F小于Hr,L时,为了获得最大的调峰容量增量,分布式相变储热站运行时需在腰荷以及峰荷时段储存热量,当热电机组发电量处于低谷时段放出热量。此刻,分布式相变储热站处于低谷时段,补充供热的最大平均热功率用公式(8)表示:
其中,Tdown为相变储热站在热电机组发电量处于低谷时段补充供热的持续时间,Ha,P表示相变储热站处于峰荷时段最大储热量,可以用公式(9)表示:
TP表示处于峰荷时段。
对应在低谷时段向下调峰容量用公式(10)表示:
为了达到相变储热站在低谷时段放出热量的需求,处于尖峰时段达到的平均储热功率可以用公式(11)表示:
其中,Tup为相变储热站在热电机组发电量处于尖峰时段补充供热的持续时间。
对应在尖峰时段向上调峰容量用公式(12)表示:
根据上述公式(8)至公式(12)可以得到调峰容量增量,用公式(13)表示:
当Ha,F大于等于Hr,L时,为了获得最大的调峰容量增量,分布式相变储热站运行时,当处于腰荷时段按最大的容量储存热量,接着首先满足处于低谷时段的用热需求,剩余的热量再用于满足尖峰时段用热需求,因为相变储热量充足,分布式相变储热站可以达到处于低谷时段的最大放热需求,所以处于低谷时段补充的最大平均热功率用公式(14)表示:
对应提升的调峰容量用公式(15)表示:
由公式(14)和公式(15)可以得出,如果分布式相变储热站的容量以及功率不受限制,通过采用储热补充方式,能够将电力***的最小出力降低为最小的值。分布式相变储热站满足低谷时段的放热需求后,剩下的热量用于满足尖峰时段的放热需求,处于尖峰时段时,能够补充的最大热功率均值用公式(16)表示:
对应提升的调峰容量可以用公式(17)表示:
根据上述公式(14)至公式(17)可以得到调峰容量增量,用公式(18)表示:
根据公式(13)以及公式(18)可以得到加装分布式相变储热站后的热电机组日调峰容量,用公式(19)表示:
C=C0+ΔC (19)
其中,C0表示未加装分布式相变储热站的热电机组日调峰容量。
在实际应用中,加装分布式相变储热站的热电机组的运行模式如图2所示,相变储热站在热电机组对热负荷供热时会采用上述电力***的调峰调频方法存储热量,加装分布式相变储热站前后热电机组的运行区间如图3所示,虚线表示加装分布式相变储热站的热电机组,实线表示未加装分布式相变储热站的热电机组,可以看出,加装分布式相变储热站的热电机组扩充了机组的电热运行区间。同时通过实验计算得到加装分布式相变储热站的热电机组总调峰容量为111.5MW,比未相变储热站储热的热电机组的总调峰容量提高了约2.6倍。
作为本实施例的一种可选实施方式,如图4所示,步骤S4根据频率变化量中的低频信号对电力***进行调频,包括:
步骤S41:根据低频信号计算功率偏差值,根据功率偏差值得到功率调节值。具体地,根据低频信号中的缓变部分计算功率偏差值,将功率偏差值经滤波和比例积分调节得到功率调节值。
步骤S42:根据功率调节值的大小将功率调节值分为四个区间。具体地,根据功率调节值绝对值的大小,将功率调节值分为闭锁调节区、正常调节区、预告调节区及告急调节区。
步骤S43:根据功率调节值所在的区间对电力***进行调频。具体地,在不同区间内,计算自动发电***给相变储热站分配的调节量,从而得到热电机组的频率调节量。
具体地,可以采用切比雪夫模拟低通滤波器将电网的频率变化量分解为高频信号和低频信号,由于相变储热站可以响应分钟级的调频需求,可以将一分钟设定为高低频率的分界点,将30Hz设置为低频的截止频率,利用切比雪夫低通滤波器的通频带内存在幅度波动的特点进一步将分钟级的低频信号按照变化速率分解为快变部分和缓变部分,且快变部分信号波动范围大,缓变部分信号波动范围小。
本发明实施例提供的电力***的调峰调频方法,将高频信号和快变部分通过限幅设备处理后作为传统调频机组以及其它调频资源出力的调频控制信号,缓变部分通过限幅设备处理后作为加装有分布式相变储热站的热电机组出力的调频控制信号,从而实现对热电机组的调频。上述两类调频资源相互配合,通过自动发电***协调控制各自的出力大小,消除各自对应的电网频率波动,达到了电网频率的动态稳定,保证供电质量。
本发明实施例提供的电力***的调峰调频方法中,自动发电***根据低频信号中的缓变部分计算功率偏差值(Power deviation value,PDV),根据功率偏差值经过滤波和比例积分调节得到功率调节需求(Power regulation requirement,PRR)。其中,PDV表示区域内发电和负荷之间的不平衡功率,即当负荷出现扰动或发电机组出力出现偏差,导致***频率偏离基准值,联络线上的交换功率偏离预定的计划值,此时发电机组增加或者减少其出力总量。
本发明实施例提供的电力***的调峰调频方法中,根据功率调节值绝对值的大小区分为不同的控制区间,即闭锁调节区、正常调节区、预告调节区及告急调节区,具体地,在四个不同区间中通过计算自动发电***给相变储热站分配的调节量,从而得到热电机组的频率调节量。
当PRR处于告急区时,AGC***给相变储热站分配的调节量用公式(20)表示:
其中,ΔPc,x表示相变储热站当前的功率,Pa,x和Pr,x为相变储热站的额定储热功率以及额定放热功率。
当PRR处于预告调节区时,AGC***给相变储热站分配的调节量用公式(21)表示:
其中,ΔPT表示全部调频资源(包括传统发电机以及加装有相变储热站的热电机组)的调节功率,要依据PRR的方向计算上调或下调总功率,为功率PRRE调节需求处于预告调节区时的上限值。若|PRR|>ΔPT,则k取值为0,当|PRR|≤ΔPT时,k为相变储热站调节功率变化的斜率,如图5所示。而如果所有相变储热站的之和大于|PRR|,则按比例调整加装有相变储热站的热电机组的调节量;否则,剩余的调节量由传统发电机组以及其它调频资源下发出力。
当PRR处于正常调节区时,AGC***给相变储热站分配的调节量用公式(22)表示:
当PRR处于闭锁调节区时,AGC***根据上报的基点功率,下发允许加装有相变储热站的热电机组的调整量。加装有相变储热站的热电机组按照自身的约束条件综合确定基点功率于是加装有相变储热站的热电联产机组功率调整量用公式(23)表示:
为了保证加装有相变储热站的热电联产机组的出力调整不会引起PRR超出闭锁区,AGC***给相变储热站分配的调节量用公式(24)至公式(26)表示:
其他情况时:
表1
相变储热站的剩余容量 | 基点功率 |
低于1/3 | 负值(储热状态) |
大于1/3,小于2/3 | 零 |
高于2/3 | 正值(放热状态) |
在仿真时依据调频容量从小到大依次退出传统调频机组,降低的机组调频容量用分布式相变储热站出力补足,保持***总调频容量不变的原则。以PDV衡量调频效果,当其数值越小,表明PDV的变化幅度越小,参与电电力***调峰调频的效果越好。仿真得出的不同相变储热站占比时相应的PDV标准差变化趋势如图6所示。图6表明,随着分布式相变储热站在调频容量中占比的增加,PDV标准差先降后升,表明分布式相变储热站占调频容量的比例并非越多越合理。
在仿真时假设分布式相变储热站的能量不受限制时,仿真控制策略的调频效果如图7所示。由于没有能量的限制,体现了控制策略详细考虑相变储热站特性的效果。除去相变储热站占比为100%的点之外,随着相变储热站占比的加大,PDV的标准差出现逐步减小的趋势,且下降幅度很大,体现了在基于PRR所处区间灵活分配加装有相变储热站的热电联产机组承担调节量策略下较好的调频效果。
本发明实施例提供的电力***的调峰调频方法,构造了加装分布式相变储热站后,热电机组运行约束条件、相变储热站容量约束条件、加装相变储热站之后热电机组爬坡率约束条件、热负荷约束条件以及分布式相变储热站热量平衡约束条件。构造了针对储热容量、储热余量、最大充热功率、最大放热功率、机组热负荷需求、下阶段调峰能力等控制边界条件,分析比较了分布式相变储热站处于腰荷时段的最大储热量以及处于低谷时段的最大放热需求。构造了根据分布式相变储热站处于腰荷时段的最大储热量以及处于低谷时段的最大放热需求的大小,确定分布式相变储热站所采取的运行策略及其增加的调度调峰容量增量。结合仿真和实际实验对热电机组加装相变储热站后提高调峰能力的效果进行分析。
本发明实施例提供的电力***的调峰调频方法,提出了一种对频率变化量进行二次分频的方法,首先对实际***的高频分量的比重进行定量分析,采用切比雪夫模拟低通滤波器将电网频率变化值Δf分解为高频信号和低频信号。针对切比雪夫滤波器在通频带内存在幅度波动的特点,进一步将分钟级的低频信号按照变化速率分解为快变部分和缓变部分的方法,且快变部分信号波动范围大,缓变部分信号波动范围小。以实现加装有相变储热站的热电机组与传统机组协调控制出力,实现最优的协调方式;一种自动发电***(AGC)对于加装有分布式相变储热站的热电机组参与调频的容量需求及其控制策略,控制中心直接发送指令至含分布式相变储热站的AGC***的方法。当加装有相变储热站的热电机组参与调频时,AGC***依据其功率调节速度慢的特点,充分发挥其储能性能特点的同时规避了其总容量有限的约束。基于PRR所处区间下发调整加装有相变储热站的热电联产机组或者传统机组以及其它调频资源的目标出力的策略。结合实际电网的运行数据,对加装相变储热站后提高调频能力的控制策略的效果进行分析。
本发明实施例还提供一种电力***,如图8所示,该电力***包括:相变储热站1、热电机组2和自动发电***3,自动发电系3统使用上述任一项实施例中的电力***的调峰调频方法对电力***的热电机组2进行调峰调频。
其中,自动发电***3对电力***的热电机组2进行调峰调频时的基本目标是保证发电出力与负荷平衡,保证***频率为额定值,使净区域联络线潮流与计划相等,最小区域化运行成本。相变储热站1和热电机组2调节出力以跟踪AGC控制指令,补偿负荷扰动和机组出力的偏差,使得***频率恢复至基准值、联络线功率恢复至计划值。
本发明实施例提供的电力***,通过在热电机组2中加入分布式相变储热站1,由于相变储热站1响应速度慢,功率吞吐能力强,且调节方向能够双向改变,与常规调频电源相结合,可作为辅助传统机组调峰的有效手段。分布式相变储热站1的缓慢响应与储热容量大的特点使得其可以弥补常规调频方式的不足,可显著减少电网所需旋转备用容量,因分布式相变储热站1参与调频而节省的旋转备用容量可用于电网调峰、事故备用等,能够进一步提升电力***运行的安全性与可靠性。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的简单修改,均仍属于本发明技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种电力***的调峰调频方法,其特征在于,包括如下步骤:
获取所述电力***的控制条件和频率变化量;
根据所述控制条件确定所述电力***中相变储热站腰荷时段最大储热量以及低谷时段的最大放热需求;
根据所述最大储热量和最大放热需求计算所述电力***的调峰容量增量;
根据所述频率变化量中的低频信号对所述电力***进行调频;
其中,根据所述频率变化量中的低频信号对所述电力***进行调频,包括:
根据所述低频信号中的缓变部分计算功率偏差值,将所述功率偏差值经滤波和比例积分调节得到功率调节值;
根据所述功率调节值的大小将所述功率调节值分为四个区间;
根据所述功率调节值所在的区间对所述电力***进行调频。
2.根据权利要求1所述的电力***的调峰调频方法,其特征在于,获取所述电力***的控制条件和频率变化量,包括:
获取所述电力***中热电机组的约束条件、相变储热站的约束条件和相变储热站的边界条件以及电力***的频率变化量。
3.根据权利要求2所述的电力***的调峰调频方法,其特征在于,
所述热电机组的约束条件包括:运行约束条件、爬坡率约束条件、热负荷约束条件;
所述相变储热站的约束条件包括:容量约束条件、热量平衡约束条件;
所述相变储热站的边界条件包括:储热容量边界条件、储热余量边界条件、最大充热功率边界条件、最大放热功率边界条件、机组热负荷需求边界条件以及下阶段调峰能力边界条件。
4.根据权利要求2所述的电力***的调峰调频方法,其特征在于,根据所述控制条件确定所述电力***中相变储热站腰荷时段的最大储热量以及低谷时段的最大放热需求,包括:
根据所述电力***中热电机组的约束条件、相变储热站的约束条件和相变储热站的边界条件确定所述电力***中相变储热站腰荷时段的最大储热量以及低谷时段的最大放热需求。
5.根据权利要求1所述的电力***的调峰调频方法,其特征在于,根据所述最大储热量和最大放热需求计算所述电力***的调峰容量增量,包括:
根据所述最大储热量和最大放热需求计算所述电力***中相变储热站低谷时段向下调峰容量与尖峰时段向上调峰容量;
将所述向下调峰容量与向上调峰容量相加得到所述电力***的调峰容量增量。
6.根据权利要求1所述的电力***的调峰调频方法,其特征在于,根据所述功率调节值的大小将所述功率调节值分为四个区间,包括:
根据所述功率调节值绝对值的大小,将所述功率调节值分为闭锁调节区、正常调节区、预告调节区及告急调节区。
7.一种电力***,其特征在于,包括:相变储热站、热电机组和自动发电***,
所述自动发电***使用权利要求1-6任一项所述的电力***的调峰调频方法对电力***的热电机组进行调峰调频。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910029765.0A CN109659958B (zh) | 2019-01-11 | 2019-01-11 | 一种电力***及其调峰调频方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910029765.0A CN109659958B (zh) | 2019-01-11 | 2019-01-11 | 一种电力***及其调峰调频方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109659958A CN109659958A (zh) | 2019-04-19 |
CN109659958B true CN109659958B (zh) | 2022-05-06 |
Family
ID=66120017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910029765.0A Active CN109659958B (zh) | 2019-01-11 | 2019-01-11 | 一种电力***及其调峰调频方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109659958B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110347039B (zh) * | 2019-07-09 | 2021-03-26 | 东北大学 | 考虑用户满意度与电锅炉参与调峰的热电联合优化方法 |
CN114865662B (zh) * | 2022-07-06 | 2022-09-27 | 华中科技大学 | 一种面向调频市场的热电机组电力输出控制方法及*** |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106356895A (zh) * | 2016-10-24 | 2017-01-25 | 国家电网公司 | 一种热电联产机组储热促进风电消纳的方法 |
CN108039736A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-05-15 | 国网辽宁省电力有限公司 | 一种提高风电接纳能力的大容量储热储电协调调度方法 |
CN108256670A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-07-06 | 甘肃省电力公司风电技术中心 | 基于热电联产的光热发电及热电机组联合调峰优化模型 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106998079B (zh) * | 2017-04-28 | 2020-05-05 | 东南大学 | 一种热电联合优化调度模型的建模方法 |
-
2019
- 2019-01-11 CN CN201910029765.0A patent/CN109659958B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106356895A (zh) * | 2016-10-24 | 2017-01-25 | 国家电网公司 | 一种热电联产机组储热促进风电消纳的方法 |
CN108039736A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-05-15 | 国网辽宁省电力有限公司 | 一种提高风电接纳能力的大容量储热储电协调调度方法 |
CN108256670A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-07-06 | 甘肃省电力公司风电技术中心 | 基于热电联产的光热发电及热电机组联合调峰优化模型 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Research on the Control Strategy of Phase-Change Heat Storage Station with Automatic Generation System in Power Network Peak Regulation and Frequency Modulation;Qingqi Zhao,et al.;《2018 Chinese Control And Decision Conference (CCDC)》;20180709;第4315-4320页 * |
含储能资源参与的自动发电控制策略研究;胡泽春等;《中国电机工程学报》;20141015;第34卷(第29期);第5080-5086页 * |
配置储热后热电机组调峰能力分析;吕泉等;《电力***自动化》;20140610;第38卷(第11期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109659958A (zh) | 2019-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11757404B2 (en) | Coordinated control of renewable electric generation resource and charge storage device | |
CN108306331B (zh) | 一种风光储混合***的优化调度方法 | |
CN110768273B (zh) | 一种储能联合火电参与电网二次调频的控制方法 | |
CN102289566B (zh) | 独立运行模式下的微电网多时间尺度能量优化调度方法 | |
CN108390405A (zh) | 考虑储能***soc的快慢速调频资源协调控制方法 | |
CN110535119B (zh) | 适应电网调峰调频的储能电站时段电量滚动控制方法 | |
WO2019148689A1 (zh) | 一种微电网并网联络线功率的控制***及其方法 | |
CN108695871B (zh) | 含有电力弹簧的孤岛微电网降低储能容量需求的配置方法 | |
CN109659958B (zh) | 一种电力***及其调峰调频方法 | |
CN112260324B (zh) | 利用储能消弭新能源并网风险的调频方法 | |
CN114629139A (zh) | 一种考虑储能容量优化的风-储联合***调频控制方法 | |
CN112510723A (zh) | 储能集群调控方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
CN104917208A (zh) | 一种分布式电源联合发电***及调度协同控制方法 | |
CN107994618B (zh) | 配电网级光储集群的有功功率调度方法和配电网测控设备 | |
CN115528748A (zh) | 一种电力紧平衡状态配置方法、装置、设备及介质 | |
CN111769576A (zh) | 储能资源电力***功率频率控制方法、***、设备及介质 | |
CN103427445B (zh) | 一种基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法 | |
CN117353375A (zh) | 一种转动惯量辅助服务市场的转动惯量控制方法及装置 | |
CN109961185B (zh) | 考虑电力***灵活性综合协调配置的机组组合优化方法 | |
CN116845871A (zh) | 电力电量平衡方法及装置、存储介质、计算机设备 | |
CN108718093B (zh) | 一种高载能负荷参与风电消纳的有功-无功协调控制方法 | |
CN115882527A (zh) | 考虑储能的新能源站下垂特性一次调频协调控制方法 | |
CN114884135A (zh) | 适用于地区级源网荷储日前协调控制方法 | |
CN110994655A (zh) | 一种分布式电源的集中式协调控制方法 | |
CN117318056B (zh) | 基于互联微电网的虚拟电厂参与辅助服务调控方法及装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |