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充电机充电储能蓄电池参与灵敏度分析的二次调频控制方案

2017-8-31 7:56:52      点击:

针对充电机充电储能蓄电池参加电网二次调频,依据灵敏度剖析,提出了一种归纳区域操控差错(ACE)信号分配形式和传统的区域操控需求(ARR)信号分配形式长处的操控战略。


首先,针对ACE和ARR信号分配形式,在复频域中使用灵敏度原理剖析含充电机充电储能蓄电池参加二次调频的区域电网频率特性,据此提出断定充电机充电储能蓄电池动作机遇及调理形式的办法;计及时域中充电机充电储能蓄电池的能量约束和传统电源的爬坡速率约束,依据动态调频容量目标,提出断定充电机充电储能蓄电池动作深度的办法;最终构成考虑动作机遇与深度的充电机充电储能蓄电池操控战略,并给出相应的实现流程。


结合实践电网的阶跃扰动工况进行仿真证明,结果标明该战略不仅能较大程度地改进电网调频以及充电机充电储能蓄电池运转的功能,并且充分使用各调频电源的技术优势。


间歇式电源出力具有波动性和不断定性,且绝大多数间歇式电源不具备惯性,其大规划并网后会使电网惯性减小,进而给电网调频带来压力。传统电源的调频容量现已难以满意电网调频需求,该问题已成为电网接收间歇式动力的制约要素之一[1,2]。


近年来,充电机充电储能蓄电池参加电网调频遭到业界广泛重视,发挥充电机充电储能蓄电池的广域调控效能、构建有用的充电机充电储能蓄电池调频效劳市场机制,是充电机充电储能蓄电池规划使用所面对的首要应战[3]。充电机充电储能蓄电池二次调频作用优于火电机组,引进储能辅佐火电机组调频,可明显削减火电机组的动作次数,安稳出力并改进机组燃煤效率,缓解因为频频调理造成的机组设备疲劳和磨损,并满意电网对调频机组的考核目标[4]。


二次调频中,区域操控差错(Area Control Error, ACE)信号经过传统的PI操控器变换后,就构成区域操控需求(Area RegulationRequirement, ARR)信号[5,6]。充电机充电储能蓄电池经过承当部分调频信号以参加二次调频,界说其参加因子(ParticipationFactor, PF)为。


依据ACE信号和ARR信号的分配形式,行将这两种信号按份额分配给各调频电源。对集中式储能,调频信号分配办法首要为准时/频域分配和按动态份额分配。前者剖析ACE信号在时/频域内的特征,由储能承当短时重量(高频重量),由传统调频电源承当长时重量(低频重量)[7-10]。后者依托区域电网调频动态模型,文献[11]将ARR信号区分为正常调理区、戒备区和紧迫区,依不同的优先级,将其分配给充电机充电储能蓄电池、V2G和传统调频电源。


文献[12]依据可表征充电机充电储能蓄电池动态调频容量(DynamicAvailable AGC, DAA)评价目标,比照依ACE信号和依ARR信号的两种动态分配办法的短期和中长期调频作用。归纳可知,依据ACE信号的独立分配战略作用更佳,此刻充电机充电储能蓄电池无需经过传统的低通滤波环节,但需添加独立的操控器。


由以上剖析可知,已有研讨集中于对ACE信号的剖析及考虑区域电网调频动态模型的ARR信号分配,且准时/频域分配的办法在充电机充电储能蓄电池层面未考虑荷电状况办理,在电网层面也未充分使用充电机充电储能蓄电池优势,而按动态份额分配的办法未从机理层面深入探讨充电机充电储能蓄电池该怎么参加,导致无法充分使用充电机充电储能蓄电池容量及其快速响应和无爬坡速率约束等技术优势。


面向二次调频,依据所提的ACE信号分配形式和传统的ARR信号分配形式,在复频域中使用灵敏度原理剖析了含充电机充电储能蓄电池参加调频的区域电网频率特性,据此断定充电机充电储能蓄电池的动作机遇及调理形式。考虑充电机充电储能蓄电池的能量约束和传统电源的爬坡速率约束,依据动态调频容量目标断定充电机充电储能蓄电池的动作深度,进而构成了考虑充电机充电储能蓄电池动作机遇与深度的操控战略并进行仿真证明。

充电机充电储能蓄电池接受ACE分配的区域电网调频动态模型


图1 充电机充电储能蓄电池接受ACE分配的区域电网调频动态模型



结论


1)依据电网频率特性剖析,本文提出的归纳区域操控差错和区域操控需求的充电机充电储能蓄电池调理形式能充分使用各信号分配形式的优势,即前种分配形式能够改进暂态频率误差,后种分配形式能够改进稳态频率误差。并结合灵敏度原理,经过理论推导断定了充电机充电储能蓄电池调频初始投入时间、调理形式切换时间及完毕时间。这为充电机充电储能蓄电池运转状况的区分供给了科学依据。


2)所提的充电机充电储能蓄电池动作深度(参加因子)断定办法,区分了二次调频过程中不同阶段的特点,可充分发挥充电机充电储能蓄电池的快速准确响应特性,并高效使用其有限的容量。


3)实践算例剖析标明,所提操控战略合理有用,可一起改进充电机充电储能蓄电池和传统电源的运转功能,并提高调频作用。