本发明涉及火力发电，尤其涉及一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法。
背景技术：
1、电力系统频率调节，包括一次调频、二次调频、三次调频，均是维持电网安全、稳定运行的重要手段。电力系统一次调频是指当电力系统频率不等于50hz，且偏移量超过规定范围时，由发电机组的调速系统自动实现的修正电网频率波动的过程。某平衡时刻下，假设负荷端有功功率突增，碍于机组惯性，发电端有功功率无法瞬时改变，则造成能量缺额。为弥补该部分能量短缺，机组不得不释放所储存的一部分动能。于是汽轮机转速逐渐降低，阀门的开度增大，以增加发电机组的输出功率。这个调节过程将持续进行，直至系统达到一个新的平衡状态。需要注意的是，在调速系统自发调节下，要使机组输出功率增加则汽轮机转速必然降低，因此在负荷端有功功率突增的情况下，新稳态频率必然低于原稳态频率，也即所谓的有差调节。同理，在负荷端有功功率突减的情况下，新稳态频率将高于原稳态频率。
2、因此，如何提升一次调频的效果成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，用以解决现有技术中一次调频效果较差的缺陷。
2、第一方面，本发明提供一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，包括：
3、采集火电机组运行关键参数数据、区域电网的历史调度数据和飞轮储能设备关键参数数据；
4、对所述火电机组运行关键参数数据、所述区域电网的历史调度数据和所述飞轮储能设备关键参数数据进行数据清洗和数据挖掘后，进行模型辨识，得到火电机组模型、发电机-负荷模型、联络线模型和飞轮储能一次调频等效模型；
5、利用所述飞轮储能一次调频等效模型，分析虚拟下垂控制的控制结果和虚拟惯性控制的控制结果，整合所述虚拟下垂控制的控制结果和所述虚拟惯性控制的控制结果，得自适应综合控制策略；
6、基于所述火电机组模型、所述发电机-负荷模型、所述联络线模型和所述自适应综合控制策略，确定基于荷电状态的飞轮储能最大出力约束控制，并根据电网实际指令和发电机并网频率参数确定飞轮储能退出调频控制机制；
7、确定一次调频评价指标，并基于所述一次调频评价指标调整所述自适应综合控制策略、所述飞轮储能最大出力约束控制和所述飞轮储能退出调频控制机制。
8、根据本发明提供的一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，所述对所述火电机组运行关键参数数据、所述区域电网的历史调度数据和所述飞轮储能设备关键参数数据进行数据清洗和数据挖掘后，进行模型辨识，得到火电机组模型、发电机-负荷模型、联络线模型和飞轮储能一次调频等效模型，包括：
9、确定火电机组、发电机与联络线的物理规律，得到带有未知参数的基础物理模型；
10、结合所述火电机组运行关键参数数据，利用数据驱动算法所述基础物理模型的未知参数进行参数辨识，得到火电机组模型、发电机-负荷模型、联络线模型和飞轮储能一次调频等效模型。
11、根据本发明提供的一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，所述结合所述火电机组运行关键参数数据，利用数据驱动算法所述基础物理模型的未知参数进行参数辨识，得到火电机组模型、发电机-负荷模型、联络线模型和飞轮储能一次调频等效模型，包括：
12、确定所述基础物理模型的物理规律，结合能量守恒得到火电机组模型、发电机-负荷模型和联络线模型；
13、基于所述火电机组模型，得到汽轮机模型，并得到汽轮机机械功率与调门开度之间的传递函数；
14、分别对所述发电机-负荷模型和所述联络线模型进行转换，得到发电机-负荷传递函数和联络线传递函数；
15、整合所述汽轮机机械功率与调门开度之间的传递函数、所述发电机-负荷传递函数和联络线传递函数，得到飞轮储能一次调频等效模型。
16、根据本发明提供的一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，所述汽轮机机械功率与调门开度之间的传递函数为：
17、
18、其中，为汽轮机调门开度；为主汽压力；、、分别为汽轮机高压缸、中压缸、低压缸的功率占比系数；、、分别为高压汽室蒸汽、再热蒸汽、低压连通管蒸汽的容积时间常数；为汽轮机的机械功率，s为拉普拉斯算子；
19、所述发电机-负荷传递函数为：
20、
21、其中，为负荷扰动；为电网频率波动而变化的负荷，，为负荷阻尼系数，为频率变化率；
22、所述联络线传递函数为：
23、
24、其中，为联络线功率；为1区域频率变化传递函数，为2区域频率变化传递函数s为拉普拉斯算子；
25、所述飞轮储能一次调频等效模型为：
26、
27、其中，s表示拉普拉斯算子。
28、根据本发明提供的一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，所述利用所述飞轮储能一次调频等效模型，分析虚拟下垂控制的控制结果，包括：
29、采用虚拟下垂控制所述飞轮储能一次调频等效模型，确定频率偏差变化率和稳态频率偏差，如下：
30、
31、其中，为频率偏差变化率；为稳态频率变化率；为负荷扰动,为发电机惯性时间常数；为火电机组单位调节功率；为负荷阻尼系数；为虚拟下垂控制系数。
32、根据本发明提供的一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，所述利用所述飞轮储能一次调频等效模型，分析虚拟惯性控制的控制结果，包括：
33、采用虚拟惯性控制所述飞轮储能一次调频等效模型，确定频率偏差变化率和稳态频率偏差，如下：
34、
35、其中，为频率偏差变化率；为稳态频率变化率；为负荷扰动,为发电机惯性时间常数；为负荷阻尼系数；为火电机组单位调节功率；为虚拟惯性控制系数。
36、根据本发明提供的一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，所述整合所述虚拟下垂控制的控制结果和所述虚拟惯性控制的控制结果，得自适应综合控制策略，包括：
37、确定虚拟下垂控制和虚拟惯性控制的分配系数控制函数；
38、利用所述分配系数控制函数，确定自适应综合控制策略；
39、分配系数控制函数，为：
40、
41、其中，表示虚拟下垂控制对应的分配系数，表示虚拟惯性控制对应的分配系数，表示频率偏差，表示与、曲线形状相关的参数。
42、根据本发明提供的一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，所述根据电网实际指令和发电机并网频率参数确定飞轮储能退出调频控制机制，包括：
43、通过监测和确定飞轮储能的实时输出功率值来获得飞轮储能的荷电状态并将soc信号反馈至出力约束模块，与分配系数自适应控制模块的输出共同决定飞轮储能的需求输出功率值；
44、基于所述飞轮储能的需求输出功率值，确定电网频率是否稳定，若稳定，则确定飞轮储能退出调频控制机制。
45、根据本发明提供的一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，所述确定一次调频评价指标，并基于所述一次调频评价指标调整所述自适应综合控制策略、所述飞轮储能最大出力约束控制和所述飞轮储能退出调频控制机制，包括：
46、当负荷扰动类型为阶跃扰动时，确定最大频率偏差、稳态频率偏差和最大频率变化率作为一次调频评价指标；
47、当负荷扰动类型为连续扰动时，确定频率偏差的偏离度和soc的偏离度作为一次调频评价指标。
48、根据本发明提供的一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，所述频率偏差的偏离度和soc的偏离度的确定方式如：
49、
50、
51、其中，频率偏差的偏离度，表示soc的偏离度， n表示采样点数，表示第个采样时刻电网的频率偏差，表示第个采样时刻飞轮储能的荷电状态。
52、第二方面，本发明还提供一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频装置，包括：
53、采集模块，用于采集火电机组运行关键参数数据、区域电网的历史调度数据和飞轮储能设备关键参数数据；
54、辨识模块，用于对所述火电机组运行关键参数数据、所述区域电网的历史调度数据和所述飞轮储能设备关键参数数据进行数据清洗和数据挖掘后，进行模型辨识，得到火电机组模型、发电机-负荷模型、联络线模型和飞轮储能一次调频等效模型；
55、整合模块，用于利用所述飞轮储能一次调频等效模型，分析虚拟下垂控制的控制结果和虚拟惯性控制的控制结果，整合所述虚拟下垂控制的控制结果和所述虚拟惯性控制的控制结果，得自适应综合控制策略；
56、确定模块，用于基于所述火电机组模型、所述发电机-负荷模型、所述联络线模型和所述自适应综合控制策略，确定基于荷电状态的飞轮储能最大出力约束控制，并根据电网实际指令和发电机并网频率参数确定飞轮储能退出调频控制机制；
57、调整模块，用于确定一次调频评价指标，并基于所述一次调频评价指标调整所述自适应综合控制策略、所述飞轮储能最大出力约束控制和所述飞轮储能退出调频控制机制。
58、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法。
59、第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法。
60、第五方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法。
61、本发明提供的一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，包括：采集火电机组运行关键参数数据、区域电网的历史调度数据和飞轮储能设备关键参数数据；对火电机组运行关键参数数据、区域电网的历史调度数据和飞轮储能设备关键参数数据进行数据清洗和数据挖掘后，进行模型辨识，得到火电机组模型、发电机-负荷模型、联络线模型和飞轮储能一次调频等效模型；利用飞轮储能一次调频等效模型，分析虚拟下垂控制的控制结果和虚拟惯性控制的控制结果，整合虚拟下垂控制的控制结果和虚拟惯性控制的控制结果，得自适应综合控制策略；基于火电机组模型、发电机-负荷模型、联络线模型和自适应综合控制策略，确定基于荷电状态的飞轮储能最大出力约束控制，并根据电网实际指令和发电机并网频率参数确定飞轮储能退出调频控制机制；确定一次调频评价指标，并基于一次调频评价指标调整自适应综合控制策略、飞轮储能最大出力约束控制和飞轮储能退出调频控制机制。能有效减小最大频率偏差和最大频率偏差变化率，减小频率偏差的偏离程度，将飞轮储能的soc维持在理想范围内，且储能响应的快速性与火电机组出力的持续性充分互补，在改善调频效果的同时兼顾储能soc的维持效果。
1.一种基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，其特征在于，所述对所述火电机组运行关键参数数据、所述区域电网的历史调度数据和所述飞轮储能设备关键参数数据进行数据清洗和数据挖掘后，进行模型辨识，得到火电机组模型、发电机-负荷模型、联络线模型和飞轮储能一次调频等效模型，包括：
3.根据权利要求2所述的基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，其特征在于，所述结合所述火电机组运行关键参数数据，利用数据驱动算法所述基础物理模型的未知参数进行参数辨识，得到火电机组模型、发电机-负荷模型、联络线模型和飞轮储能一次调频等效模型，包括：
4.根据权利要求3所述的基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，其特征在于，所述汽轮机机械功率与调门开度之间的传递函数为：
5.根据权利要求1所述的基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，其特征在于，所述利用所述飞轮储能一次调频等效模型，分析虚拟下垂控制的控制结果，包括：
6.根据权利要求1所述的基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，其特征在于，所述利用所述飞轮储能一次调频等效模型，分析虚拟惯性控制的控制结果，包括：
7.根据权利要求1所述的基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，其特征在于，所述整合所述虚拟下垂控制的控制结果和所述虚拟惯性控制的控制结果，得自适应综合控制策略，包括：
8.根据权利要求1所述的基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，其特征在于，所述根据电网实际指令和发电机并网频率参数确定飞轮储能退出调频控制机制，包括：
9.根据权利要求1-8任一项所述的基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，其特征在于，所述确定一次调频评价指标，并基于所述一次调频评价指标调整所述自适应综合控制策略、所述飞轮储能最大出力约束控制和所述飞轮储能退出调频控制机制，包括：
10.根据权利要求9所述的基于自适应综合控制策略的飞轮储能参与一次调频方法，其特征在于，所述频率偏差的偏离度和soc的偏离度的确定方式如：
