储能参与的AGC市场出清优化建模新方法

发布时间：2019-12-04 18:01

【摘要】：基于火电机组和储能系统在自动发电控制(AGC)调节上的互补特性,结合华北电网辅助服务补偿的实践,提出了一种储能系统参与AGC的优化配置方法。结合仿真工具,分析了火电与储能的AGC容量比例与对应的系统AGC控制效果的关系;进而在给定的全网AGC多运行目标下,应用线性规划模型,提出了一种对不同AGC电源的容量进行优化配置的建模方法。最后,以5机2储能系统的简化系统为例,对所提出的优化模型进行验证。算例结果表明,合理地利用储能系统将有助于在技术和经济两方面实现电力系统的AGC整体运行最优。
【图文】：

火电机组,储能系统

电机组２ｈ内接收到的ＡＧＣ指令，大部分的指令过程是以一定的功率为基点，以分钟为单位，进行上调和下调交替的频繁调节过程。图１火电机组接收的ＡＧＣ指令Ｆｉｇ．１ＡＧＣｓｉｇｎａｌｒｅｃｅｉｖｅｄｂｙａｔｈｅｒｍａｌｕｎｉｔ先进大规模储能系统具有毫秒级精确控制充放电功率的能力，应用于电网ＡＧＣ有着和常规调频手段相比较为明显的优势。发电机组是旋转的大容量有功和无功发生装置，而储能系统可视为静止的相对小容量的有功和无功发生器，两者的主要区别在于其输出功率调整范围和响应特性的不同，前者输出功率调整范围大、但响应速度慢，而后者相对容量孝但响应速度快。从电网调度层面，需将储能系统的优势和特点整合到目前以常规机组为主的ＡＧＣ调度体系。储能技术具有明显优势的同时，也有不可回避的劣势，即其有限的能量。由于储能系统的标称能量与成本通常成正比，出于成本控制的考虑，应用于ＡＧＣ目的的储能系统通常以满足ＡＧＣ能量需求为目的进行配置。在电网一定的ＡＧＣ调节需求下，当增加储能调频容量，由有功调节速率和精度更好的储能系统承担一部分ＡＧＣ调节任务，能够提高电网整体有功调节速率和调节精度，减少电网对火电机组的调节需求，进而减少火电机组总调节容量。但相对于储能技术，火电机组具有无限的能量供应。当少量ＡＧＣ指令的单向调节持续时间过长的情况下，会出现储能系统可用能量受到约束的状况，这时火电机组需发挥能量支持的作用，共同完成电网ＡＧＣ的调节需求。因此，在选择ＡＧＣ调节电源时，储能系统不能配置过多，火电机组也不能配置过少，优化ＡＧＣ资源配置，需合理利用不同ＡＧＣ电源的特性，实现优势互补。华北

流程图,市场出清,流程

方案。在实时运行过程中，，持续对已选ＡＧＣ电源进行性能监测，并将性能监测数据反馈于ＡＧＣ的日前计划中，作为ＡＧＣ电源运行资格以及ＡＧＣ电源容量优化的依据。图２ＡＧＣ市场出清流程Ｆｉｇ．２ＣｌｅａｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆＡＧＣｍａｒｋｅｔ首先，在日前计划过程中，针对次日系统状况进行ＡＧＣ运行仿真。电力系统ＡＧＣ运行仿真为时序仿真，以秒为仿真步长，能够模拟电力系统在一定时间周期内的ＡＧＣ调度运行的完整过程。图３为ＡＧＣ仿真输入及输出的示意图。该系统根据每一时刻预测或拟合的电网频率及联络线功率状况，根据一定的ＡＧＣ调度控制策略，分配有功调节指令至ＡＧＣ电源，并根据不同类型电源的调节特性，模拟响应指令的出力过程。在完成指定周期模拟运行后，仿真将对全网以及各个电源的ＡＧＣ相关关键指标进行统计。国内外学者已经对该类仿真系统有了一定的研究，并开发出相应软件系统［６－７］。图３ＡＧＣ仿真系统示意图Ｆｉｇ．３ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆＡＧＣｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ该仿真的主要目的是获得在不同的储能和火电ＡＧＣ容量配比下，对应的系统ＡＧＣ控制效果的函数关系。具体来讲，在ＡＧＣ仿真中，将系统内备选火电机组以及储能系统的调节特性作为ＡＧＣ仿真程序的电源输入参数，包括可用调节容量、调节速率、调节精度以及响应时间等，该类信息是以长期实际运行数据为基础，例如运行当日的临近前３０日的滚动平均值。仿真系统需将针对不同的储能和火电调频容量配比进行仿真，计算出相应的系统ＡＧＣ运行综合效果，例如反映频率控制标准的指标ＣＰＳ１和ＣＰＳ２

【参考文献】