储能参与一次调频的功率需求评估方法与流程

    技术2025-02-27  46


    本申请涉及电力系统,特别是涉及一种储能参与一次调频的功率需求评估方法。


    背景技术:

    1、新能源发电系统由于缺乏大规模旋转机械的惯性,难以像传统发电机那样自然地维持频率稳定。为了克服这一挑战,人们提出了利用储能设备辅助控制频率的方法。

    2、传统方法中,评估储能参与调频的功率需求主要关注经典的纯下垂控制策略和虚拟惯量控制策略。在纯下垂控制策略中,通过调节发电机输出功率来维持电网频率稳定,即频率降低时增加输出功率,反之亦然。而虚拟惯量控制策略则通过模拟传统发电机的惯量效应来提高系统的频率响应能力。

    3、然而,这两种方法仅适用于储能系统采用纯下垂控制或虚拟惯量控制的情况。如果储能系统采用其他下垂控制策略,原有评估方法无法准确反映储能系统的实际功率需求。


    技术实现思路

    1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高储能系统的实际功率需求评估准确性的储能参与一次调频的功率需求评估方法。

    2、第一方面,本申请提供了一种储能参与一次调频的功率需求评估方法,包括:

    3、获取电力系统的集总参数、阶跃扰动值和储能系统的实际频率调节强度;

    4、基于集总参数确定储能系统的临界频率调节强度;

    5、根据实际频率调节强度和临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用当前状态对应的评估方式和阶跃扰动值计算储能系统的临界功率需求值。

    6、在其中一个实施例中,上述集总参数包括聚合等效阻尼系数、频率调节强度、频率调节速度和聚合等效惯性时间常数,上述根据实际频率调节强度和临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用当前状态对应的评估方式和阶跃扰动值计算储能系统的临界功率需求值,包括:

    7、在实际频率调节强度小于临界频率调节强度的情况下,确定电力系统的当前状态为欠阻尼状态;

    8、将聚合等效阻尼系数、频率调节强度、频率调节速度、聚合等效惯性时间常数、实际频率调节强度和阶跃扰动值代入与欠阻尼状态对应的第一临界功率需求表达式中,确定临界功率需求值。

    9、在其中一个实施例中,上述第一临界功率需求表达式的确定过程,包括:

    10、基于预设频率响应传递函数和欠阻尼状态特征方程对应的极点确定第一频率表达式;

    11、对第一频率表达式进行反变换处理,得到第一频率表达式对应的第一时域表达式;

    12、对第一时域表达式进行求导处理,得到第一临界功率需求表达式。

    13、在其中一个实施例中,上述根据实际频率调节强度和临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用当前状态对应的评估方式计算储能系统的临界功率需求值,包括:

    14、在实际频率调节强度等于临界频率调节强度的情况下,确定电力系统的当前状态为临界阻尼状态;

    15、将聚合等效阻尼系数、频率调节速度、聚合等效惯性时间常数、实际频率调节强度和阶跃扰动值代入与临界阻尼状态对应的第二临界功率需求表达式中,确定临界功率需求值。

    16、在其中一个实施例中,上述第二临界功率需求表达式的确定过程,包括:

    17、基于预设频率响应传递函数和临界阻尼状态特征方程对应的极点确定第二频率表达式;

    18、对第二频率表达式进行反变换处理,得到第二频率表达式对应的第二时域表达式;

    19、对第二时域表达式进行求导处理,得到第二临界功率需求表达式。

    20、在其中一个实施例中,上述根据实际频率调节强度和临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用当前状态对应的评估方式计算储能系统的临界功率需求值,包括:

    21、在实际频率调节强度大于临界频率调节强度的情况下,确定电力系统的当前状态为过阻尼状态;

    22、将聚合等效阻尼系数、频率调节强度、频率调节速度、聚合等效惯性时间常数、实际频率调节强度和阶跃扰动值代入与过阻尼状态对应的第三临界功率需求表达式中,确定临界功率需求值。

    23、在其中一个实施例中,上述第三临界功率需求表达式的确定过程,包括:

    24、基于预设频率响应传递函数和过阻尼状态特征方程对应的极点确定第三频率表达式;

    25、对第三频率表达式进行反变换处理,得到第三频率表达式对应的第三时域表达式;

    26、对第三时域表达式进行求导处理,得到第三临界功率需求表达式。

    27、第二方面,本申请还提供了一种储能参与一次调频的功率需求评估装置,包括:

    28、获取模块,用于获取电力系统的集总参数、阶跃扰动值和储能系统的实际频率调节强度;

    29、确定模块,用于基于集总参数确定储能系统的临界频率调节强度;

    30、计算模块,用于根据实际频率调节强度和临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用当前状态对应的评估方式和阶跃扰动值计算储能系统的临界功率需求值。

    31、第三方面,本申请还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器存储有计算机程序,处理器执行计算机程序时实现以下步骤:

    32、获取电力系统的集总参数、阶跃扰动值和储能系统的实际频率调节强度;

    33、基于集总参数确定储能系统的临界频率调节强度;

    34、根据实际频率调节强度和临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用当前状态对应的评估方式和阶跃扰动值计算储能系统的临界功率需求值。

    35、第四方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

    36、获取电力系统的集总参数、阶跃扰动值和储能系统的实际频率调节强度;

    37、基于集总参数确定储能系统的临界频率调节强度;

    38、根据实际频率调节强度和临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用当前状态对应的评估方式和阶跃扰动值计算储能系统的临界功率需求值。

    39、第五方面,本申请还提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

    40、获取电力系统的集总参数、阶跃扰动值和储能系统的实际频率调节强度;

    41、基于集总参数确定储能系统的临界频率调节强度;

    42、根据实际频率调节强度和临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用当前状态对应的评估方式和阶跃扰动值计算储能系统的临界功率需求值。

    43、上述储能参与一次调频的功率需求评估方法,先获取电力系统的集总参数、阶跃扰动值和储能系统的实际频率调节强度;接着基于集总参数确定储能系统的临界频率调节强度;最后根据实际频率调节强度和临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用当前状态对应的评估方式和阶跃扰动值计算储能系统的临界功率需求值;该方法中,通过计算储能系统在不同阻尼状态下的临界功率需求值,使得储能设备在频率调节过程中能够充分发挥其调节能力,进而提高储能系统的实际功率需求评估准确性。



    技术特征:

    1.一种储能参与一次调频的功率需求评估方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述集总参数包括聚合等效阻尼系数、频率调节强度、频率调节速度和聚合等效惯性时间常数,所述根据所述实际频率调节强度和所述临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用所述当前状态对应的评估方式和所述阶跃扰动值计算所述储能系统的临界功率需求值,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一临界功率需求表达式的确定过程,包括:

    4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述实际频率调节强度和所述临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用所述当前状态对应的评估方式计算所述储能系统的临界功率需求值,包括:

    5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第二临界功率需求表达式的确定过程,包括:

    6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述实际频率调节强度和所述临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用所述当前状态对应的评估方式计算所述储能系统的临界功率需求值,包括:

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第三临界功率需求表达式的确定过程,包括:

    8.一种储能参与一次调频的功率需求评估装置,其特征在于,所述装置包括:

    9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

    10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

    11.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。


    技术总结
    本申请涉及一种储能参与一次调频的功率需求评估方法。所述方法包括:获取电力系统的集总参数、阶跃扰动值和储能系统的实际频率调节强度;基于所述集总参数确定储能系统的临界频率调节强度;根据所述实际频率调节强度和所述临界频率调节强度确定电力系统的当前状态,并采用所述当前状态对应的评估方式和所述阶跃扰动值计算所述储能系统的临界功率需求值。采用本方法能够提高储能系统的实际功率需求评估准确性。

    技术研发人员:刘锋,黄润,吴世勇,陈义宣,汝溪,李玲芳,彭啸宇,司大军,于沛鑫,陈姝敏
    受保护的技术使用者:云南电网有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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