储能辅助火电机组二次调频控制策略及容量优化配置研究
发布时间：2022-01-19 17:44
随着社会经济增长,电力需求不断提升,伴随全球性的能源短缺与环境问题等,以太阳能、风能为代表的新能源发展迅猛并大规模并网。其弱惯性、波动性以及不确定性等威胁了电力系统的安全稳定运行,水电和火电等传统机组受爬坡率低、响应速度慢,以难以满足电网的调频需求,引入更加优质的调频资源具有迫切的现实工程意义。近年来,电池储能技术发展迅速,由于具备精确跟踪、响应速度快以及可双向调节等特性,被视为最具发展前景的辅助调频手段。本文在当前储能参与调频研究现状的基础上,对储能辅助传统机组的必要性与可行性进行分析,最后围绕储能辅助火电机组参与二次调频的控制策略以及容量优化方面展开研究。首先在对电力系统调频原理分析的基础上,建立了包括火电机组调速器、汽轮机、发电机在内的区域电网调频模型;通过对不同类型储能的技术性指标、经济性指标进行权重分配并计算其最终评分,从而确定了选择锂电池作为参与调频的储能类型,并在研究了目前常用的储能模型的基础上,提出了基于电池储能单体的储能调频新模型,最后给出了含储能参与的区域电网调频模型。其次构建了一种基于调频需求灵活切换控制方式的储能电池参与二次调频控制策略。该策略将储能划分为调频和...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－３?ＡＲＲ控制方式下灵敏度变化曲线??－
增强，但ａ过大会易造成储能的过冲过放。??０?ｎ?，?－????１?＾?￣?－???—?—??■?＇■??－Ｏ．ｌｆｙｙ／／?／二七’二?’一??ａ＝０．１?■］??ｒ?Ｖ／?／?——ａ＝〇－３??－〇．２?｜???ａ＝０．７?？??＾?Ｊ?／／／??ａ＝０．９??麁－０．３抑／＋??＾?ｆｌ?ｌｉ．??＾?－０．４?ｙ??＼：ｌ??－０．５?Ｍ??Ｖ??．〇?６＊???１???〇?ｉ〇?２０?３０?４０?５０?６０??时间／ｓ??图３－３?ＡＲＲ控制方式下灵敏度变化曲线??当采用ＡＲＲ控制方式时，储能电源和传统机组共同经过比例－积分控制器，此时两种??调频资源发挥的作用相似。结合式（３－１）？（３－４）可知，在确定的Ａ／＾下，ＡＰ，、和Ａ／；??的稳态值分别为ａＡ／＾、０和（１－ＣＯＡＴ＾，即最终由储能和机组按分配比例共同承担系统负荷??增量。??综上，采用基于ＡＲＲ的控制方式时，储能电池出力速度快的特点被部分抑制，对暂??态频偏的恢复作用不明显，虽然有利于稳态频偏的恢复，但对持续充放电的要求较高，需??要较大的储能电池容量和功率。??３．１．２基于区域控制偏差的控制方式??基于ＡＣＥ的控制方式是指：当系统出现负荷扰动产生调频需求时，对系统区域控制??偏差信号，做为调频指令分配给常规机组和储能电池的控制方式。基于ＡＣＥ控制方式的??系统频率响应模型如图３－４所示。??邮）??Ｊｃ，?ｐｒｉ???＼?ＡＰｆＭｎ７７Ｔｉ?ｒ＾－１??Ｎ?—?Ｇｇ（ｓ）???Ｋｃ????Ａ＾（ｆ）??????Ｉ—￣￣｜（Ｗ＾）｜＿｜（ｌ－ａ）卜＿
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于能源转型的中国特色电力市场建设的分析与思考[J]. 陈国平,梁志峰,董昱. 中国电机工程学报. 2020(02)
[2]新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响[J]. 田军强. 通信电源技术. 2019(12)
[3]2025年中国能源消费及煤炭需求预测[J]. 谢和平,吴立新,郑德志. 煤炭学报. 2019(07)
[4]混合储能系统平滑风电出力的变分模态分解-模糊控制策略[J]. 李亚楠,王倩,宋文峰,王昕钰. 电力系统保护与控制. 2019(07)
[5]调频用储能电源的技术经济选型分析[J]. 黎淑娟,李欣然,黄际元,阳小丹,欧阳璐璐,毕素玲. 太阳能学报. 2018(12)
[6]以净效益最大为目标的储能电池参与二次调频的容量配置方法[J]. 汤杰,李欣然,黄际元,徐飘,何聪. 电工技术学报. 2019(05)
[7]基于集合经验模态分解的火-储联合调度调频储能容量优化配置[J]. 贾燕冰,郑晋,陈浩,严正,王金浩,常潇. 电网技术. 2018(09)
[8]不同市场发展阶段中电力备用辅助服务交易模式选择[J]. 宋栋,高效. 电力需求侧管理. 2018(03)
[9]风光储系统储能容量优化配置策略[J]. 李建林,郭斌琪,牛萌,修晓青,田立亭. 电工技术学报. 2018(06)
[10]考虑储能电池参与一次调频技术经济模型的容量配置方法[J]. 黄际元,李欣然,常敏,黎淑娟,刘卫健. 电工技术学报. 2017(21)
博士论文
[1]含电储能系统的新型辅助服务市场研究[D]. 陈大宇.华北电力大学(北京) 2016
[2]含间歇性电源的电力系统优化调度研究[D]. 李洪美.东南大学 2015
硕士论文
[1]地区电网AGC辅助控制系统研究与开发[D]. 温帅召.华北电力大学(北京) 2019
[2]储能辅助火电机组AGC调频运行方法及容量配置研究[D]. 孙冰莹.华北电力大学(北京) 2018
[3]基于变分模态分解的故障诊断方法研究[D]. 王振威.燕山大学 2015
[4]储能电源参与含风电的电力系统AGC的应用研究[D]. 谭绍杰.湖南大学 2015
[5]储能电源参与电力系统调频的需求场景及其控制策略研究[D]. 黄亚唯.湖南大学 2015
[6]电池储能参与电力系统调频研究[D]. 雷博.湖南大学 2014
本文编号：3597292
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－３?ＡＲＲ控制方式下灵敏度变化曲线??－
增强，但ａ过大会易造成储能的过冲过放。??０?ｎ?，?－????１?＾?￣?－???—?—??■?＇■??－Ｏ．ｌｆｙｙ／／?／二七’二?’一??ａ＝０．１?■］??ｒ?Ｖ／?／?——ａ＝〇－３??－〇．２?｜???ａ＝０．７?？??＾?Ｊ?／／／??ａ＝０．９??麁－０．３抑／＋??＾?ｆｌ?ｌｉ．??＾?－０．４?ｙ??＼：ｌ??－０．５?Ｍ??Ｖ??．〇?６＊???１???〇?ｉ〇?２０?３０?４０?５０?６０??时间／ｓ??图３－３?ＡＲＲ控制方式下灵敏度变化曲线??当采用ＡＲＲ控制方式时，储能电源和传统机组共同经过比例－积分控制器，此时两种??调频资源发挥的作用相似。结合式（３－１）？（３－４）可知，在确定的Ａ／＾下，ＡＰ，、和Ａ／；??的稳态值分别为ａＡ／＾、０和（１－ＣＯＡＴ＾，即最终由储能和机组按分配比例共同承担系统负荷??增量。??综上，采用基于ＡＲＲ的控制方式时，储能电池出力速度快的特点被部分抑制，对暂??态频偏的恢复作用不明显，虽然有利于稳态频偏的恢复，但对持续充放电的要求较高，需??要较大的储能电池容量和功率。??３．１．２基于区域控制偏差的控制方式??基于ＡＣＥ的控制方式是指：当系统出现负荷扰动产生调频需求时，对系统区域控制??偏差信号，做为调频指令分配给常规机组和储能电池的控制方式。基于ＡＣＥ控制方式的??系统频率响应模型如图３－４所示。??邮）??Ｊｃ，?ｐｒｉ???＼?ＡＰｆＭｎ７７Ｔｉ?ｒ＾－１??Ｎ?—?Ｇｇ（ｓ）???Ｋｃ????Ａ＾（ｆ）??????Ｉ—￣￣｜（Ｗ＾）｜＿｜（ｌ－ａ）卜＿
ＡＰｂ（ｓ）＝ａ?■?ｊ３Ｇｂ（ｓ）Ａｆ（ｓ）?（３－９）??对上式整理可得：??Ａｆ（ｓ）?＝?＾?（３－１０）??—（ｓＭ?Ｄ）－＼－?ＫｃＧｇ｛ｓ）－＼－ｐ?（＼－ａ）｛Ｋｐ－＼－—＾）Ｇｇ｛ｓ）－＼－ａＧｂ｛ｓ）??对上式（３－１０）求储能分配系数ｃｒ偏导数如下：??＝?Ｍ?⑴卜?＋?（３－１１）??ｄａ?＼＾Ｐ，｛ｓ）?Ｊ?［?５?＾??在式（３－１１）的基础上，推导出在ＡＣＥ控制方式下＜对》的绝对灵敏度：??彘命［阶（人。⑷２）??当负荷为阶跃扰动时，如图３－５为ＡＣＥ控制方式下不同分配比例下的灵敏度曲线，??丰刀其月〇，乡色又寸点、＃胃至１Ｊ稳、￡＜直。??Ａ／Ｗ／Ａ／＾）始终为负值，并结合式（３－１２）可知，５；，．￡小于０时有利于频率的恢复，??大于０时会抑制频率的恢复，且随着储能参与量的增加，其恢复效果和抑制效果都会显著??增强。??４?????ａ＝０．１???—ｃｔ＝０．３?ｚ?■??３?■?ａ＝０．５?．，???ａ＝０．７??一?？?一?？?ｃｘ＝０．９?＾＜＜＜＾■．?’??篆２?，．?？？？？？？？？：??伽（?Ｚ?．????ｉ?ｚ????啦?１???????＾二一一二一二???一?一???０??－１???０?１０?２０?３０?４０?５０?６０??时间／ｓ??图３－５?ＡＣＥ控制方式下灵敏度曲线??当采用ＡＣＥ控制模式时，与ＡＲＲ控制模式最大的区别在于，频率偏差调节信号无须??经过ＰＩ环节，直接快速进行分配，且由式（３－７）？（３－９）可知，在确定的Ａ／＾下，Ａ／＾、?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于能源转型的中国特色电力市场建设的分析与思考[J]. 陈国平,梁志峰,董昱. 中国电机工程学报. 2020(02)
[2]新能源发电与分布式发电及其对电力系统的影响[J]. 田军强. 通信电源技术. 2019(12)
[3]2025年中国能源消费及煤炭需求预测[J]. 谢和平,吴立新,郑德志. 煤炭学报. 2019(07)
[4]混合储能系统平滑风电出力的变分模态分解-模糊控制策略[J]. 李亚楠,王倩,宋文峰,王昕钰. 电力系统保护与控制. 2019(07)
[5]调频用储能电源的技术经济选型分析[J]. 黎淑娟,李欣然,黄际元,阳小丹,欧阳璐璐,毕素玲. 太阳能学报. 2018(12)
[6]以净效益最大为目标的储能电池参与二次调频的容量配置方法[J]. 汤杰,李欣然,黄际元,徐飘,何聪. 电工技术学报. 2019(05)
[7]基于集合经验模态分解的火-储联合调度调频储能容量优化配置[J]. 贾燕冰,郑晋,陈浩,严正,王金浩,常潇. 电网技术. 2018(09)
[8]不同市场发展阶段中电力备用辅助服务交易模式选择[J]. 宋栋,高效. 电力需求侧管理. 2018(03)
[9]风光储系统储能容量优化配置策略[J]. 李建林,郭斌琪,牛萌,修晓青,田立亭. 电工技术学报. 2018(06)
[10]考虑储能电池参与一次调频技术经济模型的容量配置方法[J]. 黄际元,李欣然,常敏,黎淑娟,刘卫健. 电工技术学报. 2017(21)
博士论文
[1]含电储能系统的新型辅助服务市场研究[D]. 陈大宇.华北电力大学(北京) 2016
[2]含间歇性电源的电力系统优化调度研究[D]. 李洪美.东南大学 2015
硕士论文
[1]地区电网AGC辅助控制系统研究与开发[D]. 温帅召.华北电力大学(北京) 2019
[2]储能辅助火电机组AGC调频运行方法及容量配置研究[D]. 孙冰莹.华北电力大学(北京) 2018
[3]基于变分模态分解的故障诊断方法研究[D]. 王振威.燕山大学 2015
[4]储能电源参与含风电的电力系统AGC的应用研究[D]. 谭绍杰.湖南大学 2015
[5]储能电源参与电力系统调频的需求场景及其控制策略研究[D]. 黄亚唯.湖南大学 2015
[6]电池储能参与电力系统调频研究[D]. 雷博.湖南大学 2014
本文编号：3597292
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