【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力調控，特別是一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法及系統。
技術介紹
1、為了實現綠色和可持續發展，世界各地都在積極推進新能源發電接入電網的進程。隨著電力系統中同步發電機被不斷替代，系統中的旋轉慣量、調節能力、抗擾能力和魯棒性都在不斷惡化，電力系統的安全穩定運行受到嚴峻挑戰，特別值得關注的是電力系統的頻率安全問題。
2、人們已經意識到，在新型電力系統中，通過儲能提供主動頻率支撐以維持系統的頻率安全是必經之路。然而，頻率問題本質上是有功功率的調節與平衡問題，所以儲能在頻率控制策略的作用下支撐電網頻率安全需以自身具備充足的能量調節范圍為基礎。但另一方面，儲能設備成本較高，無論是增加建設規模還是加強soc變化范圍的限制，都會導致設備冗余或利用率下降。
3、所以，需要針對具體的儲能參與調頻控制策略來準確評估儲能參與一次調頻的容量需求，這也是本專利要解決的技術問題。
技術實現思路
1、鑒于上述存在的問題，提出了本專利技術。
2、因此，本專利技術所要解決的問題在于：針對具體的儲能參與調頻控制策略來準確評估儲能參與一次調頻的容量需求。
3、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法，其包括，根據輸入的電力網絡參數構建調頻動態方程；基于能量反饋修正的下垂控制策略確定儲能容量需求；根據調頻動態方程與下垂控制策略控制的儲能，構建系統遭受的有功擾動到系統頻率偏差的傳遞函數；分析不同情況下的阻尼狀
4、作為本專利技術所述一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法的一種優選方案，其中：所述調頻動態方程包括，對系統頻率因有功不平衡而產生變化的等效搖擺方程和反映系統注入功率因頻率偏差而產生變化，通過調頻動態方程進行反映表示為，
5、
6、其中，ω(s)為電力系統的頻率偏差值；s為拉普拉斯變換中的復頻率自變量；r(s)為系統中的功率瞬時不平衡量；m為系統的聚合慣性時間常數，單位秒；d為系統的等效阻尼系數；αg為電力系統中發電設備聚合一次調頻的下垂強度；τ為電力系統中發電設備聚合一次調頻的時間常數，單位秒；f(s)則表示儲能設備所采用的頻率控制策略所對應的傳遞函數；考慮系統中的功率瞬時不平衡量r(s)為階躍功率突增的場景，即r(s)＝-δp/s，其中δp為擾動幅值。
7、作為本專利技術所述一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法的一種優選方案，其中：所述能量反饋修正的下垂控制策略表示為，
8、
9、a＝1/τ
10、其中，αs為儲能設備的一次調頻下垂強度，a為能量反饋修正強度。
11、作為本專利技術所述一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法的一種優選方案，其中：所述傳遞函數包括，采用基于能量反饋修正的下垂控制的儲能接入電網并在一次調頻過程中提供主動支撐時，從系統遭受的有功擾動pl(s)到系統頻率偏差ω(s)的傳遞函數表示為，
12、
13、考慮系統有功需求發生幅值為δp的階躍突增，儲能裝置在系統頻率響應過程中的能耗變化過程頻域表達式為，
14、
15、所述分析不同情況下的阻尼狀態包括，設阻尼標志量λ為，
16、λ＝s2+(τ-1+(d+αs)/m)s+τ-1(d+αg)/m
17、當λ為臨界阻尼時，則對應著，
18、
19、此時，儲能設備的下垂強度大小為，
20、
21、記為λ處于臨界阻尼時對應的儲能裝置下垂強度大小，則有，若αs＜ζ，則λ為欠阻尼；若αs＞ζ，則λ為過阻尼。
22、作為本專利技術所述一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法的一種優選方案，其中：所述求出不同阻尼狀態下的最大能量偏差包括，當λ為欠阻尼時，對應著定義
23、
24、則欠阻尼下λ的極點為-η±jωd，定義γ＝(d+αs-m/τ)/m，儲能設備的能量動態化簡為，
25、
26、其中，η、ωd、γ為中間定義量；由拉普拉斯反變換可求得儲能設備能量變化動態過程的時域表達式為，
27、
28、對上式求導可得，
29、
30、當t＝π/ωd時，儲能裝置的能量偏差達到最大，儲能設備在頻率響應過程中的最大能量偏差|emax為，
31、
32、其中，t為拉普拉斯變換中的時域自變量。
33、作為本專利技術所述一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法的一種優選方案，其中：所述λ為臨界阻尼時，對應著定義
34、
35、則臨界阻尼下λ有一個二重極點-η，定義γ＝(d+αs-m/τ)/m，儲能設備的能量動態過程可化簡為，
36、
37、由拉普拉斯反變換可求得儲能設備能量變化動態過程的時域表達式為，
38、
39、對上式求導可得，
40、
41、所以儲能設備在頻率響應過程中的最大能量偏差|emax為，
42、
43、作為本專利技術所述一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法的一種優選方案，其中：所述λ為過界阻尼時，對應著定義
44、
45、則過阻尼下λ的一對極點為-η±β，定義γ＝(d+αs-m/τ)/m，儲能設備的能量動態過程可化簡為，
46、
47、其中，β為中間定義量；
48、由拉普拉斯反變換可求得儲能設備能量變化動態過程的時域表達式為，
49、
50、對上式求導可得，
51、
52、所以儲能設備在頻率響應過程中的最大能量偏差|emax為，
53、
54、本專利技術的另外一個目的是提供一種儲能參與一次調頻的容量需求評估系統，此系統可準確評估儲能參與一次調頻的容量需求。
55、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法的系統，包括：
56、一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如上所述一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法的步驟。
57、一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上所述一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法的步驟。
58、本專利技術有益效果為：本專利技術基于電力系統頻率響應聚合模型的動態分析，推導了儲能參與一次調頻的能耗上界解析表達式，使得本方法擁有堅實的理論基礎。
59、面向儲能采用基于能量反饋修正的下垂控制策略參與電力系統一次調頻的場景，能夠準確地評估儲能在該策略下參與一次調頻的最低容量需求。
60、相較于傳統方法，能顯著降低儲能參與一次調頻容量需求評估結果的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法，其特征在于：所述調頻動態方程包括，對系統頻率因有功不平衡而產生變化的等效搖擺方程和反映系統注入功率因頻率偏差而產生變化，通過調頻動態方程進行反映表示為，
3.如權利要求2所述的一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法，其特征在于：所述能量反饋修正的下垂控制策略表示為，
4.如權利要求3所述的一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法，其特征在于：所述傳遞函數包括，采用基于能量反饋修正的下垂控制的儲能接入電網并在一次調頻過程中提供主動支撐時，從系統遭受的有功擾動Pl(s)到系統頻率偏差ω(s)的傳遞函數表示為，
5.如權利要求4所述的一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法，其特征在于：所述求出不同阻尼狀態下的最大能量偏差包括，當Λ為欠阻尼時，對應著定義
6.如權利要求5所述的一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法，其特征在于：所述Λ為臨界阻尼時，對應著定義
7.如權利要求6所述的一種儲能參與一
8.一種采用如權利要求1～7任一所述的一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法的系統，其特征在于：包括預處理模塊、傳遞函數構建模塊和調頻的容量需求模塊；
9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于：所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至7中任一項所述的一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于：所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至7中任一項所述的一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法，其特征在于：所述調頻動態方程包括，對系統頻率因有功不平衡而產生變化的等效搖擺方程和反映系統注入功率因頻率偏差而產生變化，通過調頻動態方程進行反映表示為，
3.如權利要求2所述的一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法，其特征在于：所述能量反饋修正的下垂控制策略表示為，
4.如權利要求3所述的一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法，其特征在于：所述傳遞函數包括，采用基于能量反饋修正的下垂控制的儲能接入電網并在一次調頻過程中提供主動支撐時，從系統遭受的有功擾動pl(s)到系統頻率偏差ω(s)的傳遞函數表示為，
5.如權利要求4所述的一種儲能參與一次調頻的容量需求評估方法，其特征在于：所述求出不同阻尼狀態下的最大能量偏差包括，當λ為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃潤，劉鋒，何燁，吳世勇，游廣增，汝溪，余強，高杉雪，
申請(專利權)人：云南電網有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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