充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池參與靈敏度分析的二次調(diào)頻控制方案
針對(duì)充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池參加電網(wǎng)二次調(diào)頻,依據(jù)靈敏度剖析,提出了一種歸納區(qū)域操控差錯(cuò)(ACE)信號(hào)分配形式和傳統(tǒng)的區(qū)域操控需求(ARR)信號(hào)分配形式長(zhǎng)處的操控戰(zhàn)略。
首先,針對(duì)ACE和ARR信號(hào)分配形式,在復(fù)頻域中使用靈敏度原理剖析含充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池參加二次調(diào)頻的區(qū)域電網(wǎng)頻率特性,據(jù)此提出斷定充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池動(dòng)作機(jī)遇及調(diào)理形式的辦法;計(jì)及時(shí)域中充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池的能量約束和傳統(tǒng)電源的爬坡速率約束,依據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)頻容量目標(biāo),提出斷定充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池動(dòng)作深度的辦法;最終構(gòu)成考慮動(dòng)作機(jī)遇與深度的充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池操控戰(zhàn)略,并給出相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)流程。
結(jié)合實(shí)踐電網(wǎng)的階躍擾動(dòng)工況進(jìn)行仿真證明,結(jié)果標(biāo)明該戰(zhàn)略不僅能較大程度地改進(jìn)電網(wǎng)調(diào)頻以及充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池運(yùn)轉(zhuǎn)的功能,并且充分使用各調(diào)頻電源的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
間歇式電源出力具有波動(dòng)性和不斷定性,且絕大多數(shù)間歇式電源不具備慣性,其大規(guī)劃并網(wǎng)后會(huì)使電網(wǎng)慣性減小,進(jìn)而給電網(wǎng)調(diào)頻帶來(lái)壓力。傳統(tǒng)電源的調(diào)頻容量現(xiàn)已難以滿(mǎn)意電網(wǎng)調(diào)頻需求,該問(wèn)題已成為電網(wǎng)接收間歇式動(dòng)力的制約要素之一[1,2]。
近年來(lái),充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池參加電網(wǎng)調(diào)頻遭到業(yè)界廣泛重視,發(fā)揮充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池的廣域調(diào)控效能、構(gòu)建有用的充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池調(diào)頻效勞市場(chǎng)機(jī)制,是充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池規(guī)劃使用所面對(duì)的首要應(yīng)戰(zhàn)[3]。充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池二次調(diào)頻作用優(yōu)于火電機(jī)組,引進(jìn)儲(chǔ)能輔佐火電機(jī)組調(diào)頻,可明顯削減火電機(jī)組的動(dòng)作次數(shù),安穩(wěn)出力并改進(jìn)機(jī)組燃煤效率,緩解因?yàn)轭l頻調(diào)理造成的機(jī)組設(shè)備疲勞和磨損,并滿(mǎn)意電網(wǎng)對(duì)調(diào)頻機(jī)組的考核目標(biāo)[4]。
二次調(diào)頻中,區(qū)域操控差錯(cuò)(Area Control Error, ACE)信號(hào)經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的PI操控器變換后,就構(gòu)成區(qū)域操控需求(Area RegulationRequirement, ARR)信號(hào)[5,6]。充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池經(jīng)過(guò)承當(dāng)部分調(diào)頻信號(hào)以參加二次調(diào)頻,界說(shuō)其參加因子(ParticipationFactor, PF)為?。
依據(jù)ACE信號(hào)和ARR信號(hào)的分配形式,行將這兩種信號(hào)按份額分配給各調(diào)頻電源。對(duì)集中式儲(chǔ)能,調(diào)頻信號(hào)分配辦法首要為準(zhǔn)時(shí)/頻域分配和按動(dòng)態(tài)份額分配。前者剖析ACE信號(hào)在時(shí)/頻域內(nèi)的特征,由儲(chǔ)能承當(dāng)短時(shí)重量(高頻重量),由傳統(tǒng)調(diào)頻電源承當(dāng)長(zhǎng)時(shí)重量(低頻重量)[7-10]。后者依托區(qū)域電網(wǎng)調(diào)頻動(dòng)態(tài)模型,文獻(xiàn)[11]將ARR信號(hào)區(qū)分為正常調(diào)理區(qū)、戒備區(qū)和緊迫區(qū),依不同的優(yōu)先級(jí),將其分配給充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池、V2G和傳統(tǒng)調(diào)頻電源。
文獻(xiàn)[12]依據(jù)可表征充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池動(dòng)態(tài)調(diào)頻容量(DynamicAvailable AGC, DAA)評(píng)價(jià)目標(biāo),比照依ACE信號(hào)和依ARR信號(hào)的兩種動(dòng)態(tài)分配辦法的短期和中長(zhǎng)期調(diào)頻作用。歸納可知,依據(jù)ACE信號(hào)的獨(dú)立分配戰(zhàn)略作用更佳,此刻充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池?zé)o需經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的低通濾波環(huán)節(jié),但需添加獨(dú)立的操控器。
由以上剖析可知,已有研討集中于對(duì)ACE信號(hào)的剖析及考慮區(qū)域電網(wǎng)調(diào)頻動(dòng)態(tài)模型的ARR信號(hào)分配,且準(zhǔn)時(shí)/頻域分配的辦法在充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池層面未考慮荷電狀況辦理,在電網(wǎng)層面也未充分使用充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池優(yōu)勢(shì),而按動(dòng)態(tài)份額分配的辦法未從機(jī)理層面深入探討充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池該怎么參加,導(dǎo)致無(wú)法充分使用充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池容量及其快速響應(yīng)和無(wú)爬坡速率約束等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
面向二次調(diào)頻,依據(jù)所提的ACE信號(hào)分配形式和傳統(tǒng)的ARR信號(hào)分配形式,在復(fù)頻域中使用靈敏度原理剖析了含充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池參加調(diào)頻的區(qū)域電網(wǎng)頻率特性,據(jù)此斷定充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池的動(dòng)作機(jī)遇及調(diào)理形式??紤]充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池的能量約束和傳統(tǒng)電源的爬坡速率約束,依據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)頻容量目標(biāo)斷定充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池的動(dòng)作深度,進(jìn)而構(gòu)成了考慮充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池動(dòng)作機(jī)遇與深度的操控戰(zhàn)略并進(jìn)行仿真證明。
圖1 充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池接受ACE分配的區(qū)域電網(wǎng)調(diào)頻動(dòng)態(tài)模型
結(jié)論
1)依據(jù)電網(wǎng)頻率特性剖析,本文提出的歸納區(qū)域操控差錯(cuò)和區(qū)域操控需求的充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池調(diào)理形式能充分使用各信號(hào)分配形式的優(yōu)勢(shì),即前種分配形式能夠改進(jìn)暫態(tài)頻率誤差,后種分配形式能夠改進(jìn)穩(wěn)態(tài)頻率誤差。并結(jié)合靈敏度原理,經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)斷定了充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池調(diào)頻初始投入時(shí)間、調(diào)理形式切換時(shí)間及完畢時(shí)間。這為充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的區(qū)分供給了科學(xué)依據(jù)。
2)所提的充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池動(dòng)作深度(參加因子)斷定辦法,區(qū)分了二次調(diào)頻過(guò)程中不同階段的特點(diǎn),可充分發(fā)揮充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池的快速準(zhǔn)確響應(yīng)特性,并高效使用其有限的容量。
3)實(shí)踐算例剖析標(biāo)明,所提操控戰(zhàn)略合理有用,可一起改進(jìn)充電機(jī)充電儲(chǔ)能蓄電池和傳統(tǒng)電源的運(yùn)轉(zhuǎn)功能,并提高調(diào)頻作用。
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