一种用于火储联合调频的信号调节方法和装置与流程

本发明涉及储能调频，尤其涉及一种用于火储联合调频的信号调节方法和装置。

背景技术：

1、新能源发电在我国电力系统的比重正在逐渐增加，但新能源发电具有随机性、波动性和间歇性，限制了电网对新能源发电的消纳能力，因此加强电网建设并配备灵活性电源是解决新能源发电消纳问题的主要途径。为提高电网调频能力，国家鼓励现役火电机组耦合储能进一步提高运行灵活性，为电网提供调频服务。

2、然而，现有技术提供的新能源ems系统不能直接应用于火电储能调频，不能快速、精确地控制储能系统充放电功率，其储能充放电介入退出机制及动作深度不佳，在电网辅助调频市场无竞争力效益低，不适应市场规模巨大的新能源系统。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于火储联合调频的信号调节方法和装置，以实现火储联合调频，同时提高针对储能系统的充放电功率的控制精准性以及充放电介入退出机制的控制技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于火储联合调频的信号调节方法，包括以下步骤：

3、接收并将来自电网调度中心的第一信号调节指令分别发送至储能主控单元和调频主控单元；

4、控制所述调频主控单元解析所述第一信号调节指令，并根据解析获得的调频指令调节相应火电机组，同时检测并将所述火电机组的发电机功率反馈至所述电网调度中心和所述储能主控单元；

5、控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，并向所述电网调度中心反馈对应储能功率。

6、本发明提供的信号调节方法在系统接收到来自电网调度中心的第一信号调节指令后，将分别向储能主控单元和调频主控单元发送所述第一信号调度指令，使得以上两者均可接收到系统需要达到的总功率，同时以上两者还可以同时根据该第一信号调节指令针对相应火电机组和储能系统的功率进行调节。

7、控制火电机组的调频主控单元在接收并解析第一信号调节指令获得对应调频指令后，即可根据调频指令对其控制的火电机组进行相应调节并检测经过调节后火电机组的发电机功率，检测后将检测确定的发电机功率分别传输至储能主控单元和电网调度中心。一方面传输至电网调度中心可作为调度中心针对火电机组的发电机功率考核的数据参照基础，一方面传输至储能主控单元使得所述储能主控单元根据火电机组的发电机功率调整储能系统的储能功率。

8、在所述调频主控单元接收第一信号调节指令的同时，储能主控单元也接收并解析第一信号调节指令获得所述调频指令并确定了总功率。确定了总功率之后，储能主控单元则根据确定的总功率以及接收的来自调频主控单元发送的发电机功率计算确定储能系统需要达到的目标储能功率，并根据所述储能功率生成相应的储能调节指令调节所述储能系统，使得所述储能系统的储能功率得以达到目标储能功率。通过储能主控单元调节储能系统功率进而辅助火电机组的发电机达到电网调度中心发出的第一信号调节指令中的总功率，提高了功率调节的速率，同时由储能主控单元联合调频主控单元进行功率调节还提高了调节精度；通过调频主控单元实时发送至储能主控单元的发电机功率调整储能系统的调节操作执行时间，还精确了储能系统的响应时间，优化了储能系统功率调节的介入机制，进而还优化了综合调频性能指标。

9、作为优选例子，在所述控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式之前，还包括：

10、判断所述储能系统是否处于允许调节状态，若判断所述储能系统不处于允许调节状态，则停止对所述储能系统的调节；

11、若判断所述储能系统处于允许调节状态，则判断所述储能系统是否处于开启状态；

12、若判断所述储能系统不处于开启状态，则停止对所述储能系统的调节；

13、若判断所述储能系统处于开启状态，则根据预设的模式判定规则确定所述储能系统的当前模式。

14、在储能主控单元根据第一信号调节指令对储能系统进行调节之前，系统还将针对储能系统的实时状态进行一系列判断，进而确定储能系统是否处于允许被调节状态、开启状态以及储能系统的当前模式。通过上述一系列判断确定储能系统的当前模式和当前状态，并根据判断结果确定是否要根据第一信号调节指令对储能系统进行相应功率调节，确保了后续储能主控单元根据调频指令和发电机功率对储能系统进行调节时能顺利进行，避免出现因储能系统的实时状态不允许导致后续针对储能系统运行功率调节失败的情况，进一步提高了针对储能系统运行功率调节的成功率和准确性。

15、作为优选例子，所述控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，具体包括：

16、根据所述模式判定规则判断所述储能系统的当前模式，并根据判断结果确定所述储能调节指令；

17、若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为远程计划模式，则调取预设的计划功率值作为所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统；

18、若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为远程调度模式，则将所述调频指令作为所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统；

19、若所述判断结果为所述储能系统的当前模式为联合调度模式，则将所述调频指令对应的指令功率值与所述发电机功率的差作为第一差值生成所述储能调节指令，进而根据所述储能调节指令调节所述储能系统。

20、为了进一步确保后续针对储能系统进行功率调节能顺利进行，以及确保储能系统当前状态满足联合调度模式的开启条件，本发明所提供的信号调节方法根据模式判定规则确定储能系统当前模式时，将对储能系统进行三项判定，更根据三项判定的结果确定后续对储能系统进行功率调节时所需要参照的功率值。通过上述三项判定最大程度提高后续针对储能系统执行的功率调节操作与储能系统的当前状态及模式的符合度，进而也提高了针对储能系统运行功率的调节准确性和实时性。

21、作为优选例子，所述使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，具体包括：

22、将所述储能调节指令中的第一差值与预设的差值阈值进行对比获得相应对比结果；

23、若确定所述对比结果为所述第一差值大于或等于所述差值阈值，则在响应期根据预设的第一出力功率调节所述储能系统，并在调节期根据预设的第一储能出力值调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率与所述第一差值相等；

24、若确定所述对比结果为所述第一差值小于所述差值阈值，则在确定经过所述响应期后，在所述调节期根据预设的第二储能出力值调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率与所述第一差值相等。

25、为了提高针对储能系统运行功率的调节指标，本发明提供的信号调节方法在针对储能系统进行调节之前，首先将储能调节指令中第一差值和系统预设的差值阈值进行大小对比，获得相应对比结果。

26、若是对比结果为第一差值大于或等于差值阈值，则说明储能系统需要执行的运行功率调节指令为大指令，则将调节操作执行期分成响应期和调节期，分别通过不同的数值对运行功率进行调节，以此提高调节精确性。

27、若是对比结果为第一差值小于所述差值阈值，则说明储能系统需要执行的运行功率调节指令为小指令，则在响应期不对储能系统的运行功率进行调节操作，只在调节期对储能系统进行功率调节，避免出现功率调节幅度过大导致运行功率调节失败。

28、作为优选例子，在所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统之后，还包括：

29、判断所述储能主控单元是否接收到第二信号调节指令，并根据判断结果调整所述储能主控单元的运行状态；

30、若判断结果为所述储能主控单元未接收到所述第二信号调节指令，则将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态；

31、若判断结果为所述储能主控单元接收到所述第二信号调节指令，则判断所述第二信号调节指令中的目标功率值和所述发电机功率计算获得的第二差值与第一差值的调节方向是否相同，并根据所述判断结果调节所述储能系统。

32、在完成了针对储能系统运行功率的调节之后，本发明所提供的信号调节方法还将根据一次信号调节后是否接收到二次信号调节指令确定后续储能系统的运行模式。若是接收到二次调节指令，则说明储能主控单元还要根据第二次接收到的信号调节指令对储能系统的运行功率进行二次调整；若是没有接收到二次调节指令，则说明储能主控单元的运行状态可被调整至空闲维护状态，进而调整电池组的充放电状态。

33、若是有二次信号调整指令，则在一次调整后直接确定是否存在二次调整就节省了系统返回针对储能系统当前状态进行判定的步骤，提高了系统二次信号调节指令响应速率和执行速率。同时，还可直接根据二次信号调节指令中目标功率值和发电机当前功率计算确定储能系统需要调整的第二差值，为后续根据第一差值和第二差值确定储能系统的调节方向提供数据基础。

34、作为优选例子，所述将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态，具体包括：

35、检测所述电池组的荷电状态，并分别将所述荷电状态与预设的第一荷电阈值和第二荷电阈值进行对比；

36、若对比结果为所述荷电状态小于等于所述第一荷电阈值，则将所述电池组的所述充放电状态调整为充电模式，直到检测确定所述荷电状态大于预设的第一标准荷电值；

37、若对比结果为所述荷电状态大于等于所述第二荷电阈值，则将所述电池组的所述充放电状态调整为放电模式，直到检测确定所述荷电状态小于预设的第二标准荷电值；

38、若对比结果为所述荷电状态大于所述第一荷电阈值且小于所述第二荷电阈值，则停止对所述电池组的调节。

39、若确定没有二次信号调节指令，则系统确定储能主控单元为空闲维护状态，并根据相应运行状态调整电池组的充放电状态，实现针对电池组充放电状态的自动维护。在针对电池充放电状态进行调整之前，系统将针对电池组的荷电状态进行检测，并根据检测结果对电池组充放电状态进行调整。

40、若检测确定电池组剩余容量过低，则需将电池组调整至充电状态，直到电池荷电状态达到电池正常运行所需的最低阈值，实现了针对电池荷电状态的充电维护；若检测确定电池组剩余容量过高，则需将电池组调整至放电状态，直到电池荷电状态达到电池正常运行所需的最高阈值，实现了针对电池荷电状态的放电维护；而若检测确定电池组剩余容量正常，则无需对电池组的充放电状态进行进一步的调整。通过上述调整实现了针对电池组荷电状态的自动维护，提高了针对储能系统性能的优化程度，同时还延长了系统电池组的使用寿命。

41、作为优选例子，所述根据所述判断结果调节所述储能系统，具体为：

42、若判断结果为所述第二差值与所述第一差值的调节方向相反，则响应于所述第二信号调节指令，控制所述储能主控单元根据所述第二信号调节指令反向调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率值与所述目标功率值相等；

43、若判断结果为所述第二差值与所述第一差值的调节方向相同，则响应于所述第二信号调节指令，控制所述储能主控单元根据所述第二信号调节指令正向调节所述储能系统，直到所述储能系统的当前功率值与所述目标功率值相等。

44、根据二次信号调节指令确定第二差值和第一差值的调节方向是否相同，则可根据调节方向对储能系统进行二次调节，直到储能系统的当前运行功率与目标功率值相等。

45、相应的，本发明还提供了一种用于火储联合调频的信号调节装置，所述信号调节装置包括调节指令接收模块、火电机组调节模块和储能系统调节模块；

46、其中，所述调节指令接收模块用于接收并将来自电网调度中心的第一信号调节指令分别发送至储能主控单元和调频主控单元；

47、所述火电机组调节模块用于控制所述调频主控单元解析所述第一信号调节指令，并根据解析获得的调频指令调节相应火电机组，同时检测并将所述火电机组的发电机功率反馈至所述电网调度中心和所述储能主控单元；

48、所述储能系统调节模块用于控制所述储能主控单元根据预设的模式判定规则确定相应储能系统处于联合调度模式，继而根据接收的所述发电机功率调整所述调频指令获得相应储能调节指令，使得所述储能主控单元根据所述储能调节指令调节相应储能系统，并向所述电网调度中心反馈对应储能功率。

49、作为优选例子，所述信号调节装置还包括运行状态调节模块；

50、其中，所述运行状态调节模块用于判断所述储能主控单元是否接收到第二信号调节指令，并根据判断结果调整所述储能主控单元的运行状态；

51、若判断结果为所述储能主控单元未接收到所述第二信号调节指令，则将所述储能主控单元的运行状态调整为空闲维护状态，并根据预设的电池维护策略调整电池组的充放电状态；

52、若判断结果为所述储能主控单元接收到所述第二信号调节指令，则判断所述第二信号调节指令中的目标功率值和所述储能系统的当前功率值计算获得的第二差值与第一差值的调节方向是否相同，并根据所述判断结果调节所述储能系统。

53、作为优选例子，所述储能系统调节模块还包括状态判断单元；

54、其中，所述状态判断单元用于判断所述储能系统是否处于允许调节状态，若判断所述储能系统不处于允许调节状态，则停止对所述储能系统的调节；

55、若判断所述储能系统处于允许调节状态，则判断所述储能系统是否处于开启状态；

56、若判断所述储能系统不处于开启状态，则停止对所述储能系统的调节；

57、若判断所述储能系统处于开启状态，则根据预设的模式判定规则确定所述储能系统的当前模式。