一种基于多层级控制的多源协同AGC调频控制方法与流程

本发明涉及电力系统，尤其是一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法。

背景技术：

1、近年来，我国新型电力系统建设不断深化，辅助服务的重要性不可忽视，系统的有功功率和频率高度相关，随着新能源装机体量与占比逐年提升、供需平衡难度增加，自动发电控制(automatic generation control，agc)系统在保障系统稳定运行方面也面临重要挑战。

2、各类型调频资源对agc控制的响应特性不同，目前的常见agc控制方式不根据电源特点进行区分，容易造成各类型调频资源功能定位不清、资源利用不充分，进而产生调频资源的挤兑、不合理调用、无法充分发挥作用等系列问题。例如独立新型储能作为快速调节资源，参与调频服务市场具有响应迅速、调节精度高的特点，但其调节容量小，无法执行大步长的调频指令，而且需要考虑过度充放电的问题；抽蓄和传统水电机组速度较快，调节容量中等；火电机组响应agc指令的时间慢，但调节容量大。

3、如何统筹考虑多种电源特征，充分发挥各类电源优势，避免调频资源浪费，是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提出一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法，能解决目前调频辅助服务中多种调频资源功能定位不清、资源利用不充分，进而产生调频资源的挤兑、不合理调用、无法充分发挥作用等系列问题，可以有效提高综合调频效果，从而提高经济效益。

2、本发明采用以下技术方案。

3、一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法，用于电化学储能电站，所述方法为采用频率与联络线偏差控制模式的互联电网agc控制模方法，先将各机组根据性能分类为快速区机组、中速区机组和慢速区机组，在发电侧、用电侧的有功功率不平衡导致电网的频率波动，使电力系统频率偏离目标频率时，将电网调度中心的agc控制信号通过滤波处理，对应分配到各个区的机组，并根据储能电站的电池充放电状态；通过多层级协同控制，以电网中运行的机组通过调速系统、自动功率控制的方式，调整有功出力减少频率偏差；实现调频资源的充分利用，提高综合调频效果。

4、所述agc控制信号获取方法为，电网的调度中心通过系统中的频率偏差和联络线功率偏差计算出反映整个控制区内总发电与总负荷的有功偏差情况的ace值，ace值对应的信号经过调频控制器得到总的调频指令，并将调频指令分解为增加出力或者降低出力的指令下发给参与调频的各机组，各机组根据指令实时调整出力以使ace的值保持在允许范围内；同时调度中心生成充电或者放电的指令下发给储能电站，储能电站根据电网的调度指令执行充电或者放电。

5、所述控制方法包括以下步骤；

6、步骤s1、读取系统中各个机组的历史综合性能指标，根据综合性能指标的高低分为快速区机组，中速区机组和慢速区机组，执行步骤s2；

7、步骤s2、对用于调频控制的ace信号进行高通、带通及低通的滤波处理，将信号分为死区信号、快速区信号、中速区信号和慢速区信号，执行步骤s3；

8、步骤s3、读取当前系统中电化学储能的电池荷电状态(state ofcharge，soc)，以电化学储能电站soc是否达到限制值为依据，将部分快速区信号调整至中速区，执行步骤s4；

9、步骤s4、将不同分区的信号分配给对应分区的机组，执行步骤s5；

10、步骤s5、根据预设时长内各机组的实际响应情况，重新计算机组的综合性能指标，将计算结果实时修正并更新至步骤s1。

11、步骤s1中，根据实际性能将系统中各个机组分类，包括以下步骤：

12、步骤s11，定义机组的调节速度k1、调节精度k2和响应时间k3，执行步骤s12；

13、

14、

15、

16、步骤s12，根据加权计算综合性能指标k，执行步骤s13；

17、k＝0.25×(2×k1+k+2k3)

18、步骤s13，综合性能指标k值大于kf的机组定义为快速机组，综合性能指标k值在kf和ks之间的定义为中速机组，综合性能指标k值小于ks的定义为慢速机组。

19、所述步骤s2中，通过滤波的方式处理系统中的ace信号，包括以下步骤：

20、步骤s21，采用快速傅里叶变化处理信号，得到ace信号的频域信息，执行步骤s22；

21、步骤s22，将频率在fd以上的信号定义为死区，频率在fd和ff之间的定义为快速区信号，频率在ff和fs之间的定义为中速区信号，频率在fs以下的定义为慢速区信号。

22、所述步骤s3中，根据系统中储能的soc，重新分配快速区信号，包括以下步骤：

23、步骤s31，读取系统中储能的soc，判断是否处于过度充电/放电，如果处于过度充电/放电则执行步骤s32，如果处于正常状态则不进行调整；

24、步骤s32，判断信号是否有助于储能电池脱离过度充电/放电状态，如果不是则执行步骤s33，如果是则不进行调整；

25、步骤s33，将对应的快速区信号调整至中速区。

26、所述步骤s4中，将不同分区的信号分别分配至不同分区的机组，包括以下步骤：

27、步骤s41，将不同分区内的机组的报价除以综合性能指标，由低到高排序，执行步骤s42；

28、步骤s42，系统中各机组的响应原则为：死区信号不响应，快速区信号分配给快速区机组响应，中速区信号分配给中速区机组响应，慢速区信号分配给慢速区机组响应，执行步骤s43；

29、步骤s43，优先将ace调节需求分配给各分区内排序靠前的机组，优先调用性能高且报价低的机组，直至满足需求为止。

30、步骤s5的预设时长为15min。

31、本发明涉及一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法，属于电力系统技术领域，提出一种根据机组性能的agc分层级控制方法，解决目前调频辅助服务中多种调频资源功能定位不清、资源利用不充分，进而产生调频资源的挤兑、不合理调用、无法充分发挥作用等系列问题，可以有效提高综合调频效果，从而提高经济效益。

32、本发明提出的一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法，将机组根据性能分类为快速区机组、中速区机组和慢速区机组，再将agc的控制信号通过滤波处理，对应分配到各个区的机组，并充分考虑储能电站的电池充放电状态。通过多层级协同控制，实现调频资源的充分利用，提高综合调频效果，从而提高经济效益。

33、与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

34、本方案其中一个有益效果在于，针对前调频辅助服务中多种调频资源功能定位不清、资源利用不充分，进而产生调频资源的挤兑、不合理调用、无法充分发挥作用等系列问题，根据不同性能机组的特性，将ace值通过滤波的方式分解，让不同性能的机组各自发挥出最大作用，同时考虑储能电池的充放电极限，实现调频辅助服务市场的最优机组组合，可以有效提高综合调频效果，提高经济效益。

技术特征：

1.一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法，用于电化学储能电站，其特征在于：所述方法为采用频率与联络线偏差控制模式的互联电网agc控制模方法，先将各机组根据性能分类为快速区机组、中速区机组和慢速区机组，在发电侧、用电侧的有功功率不平衡导致电网的频率波动，使电力系统频率偏离目标频率时，将电网调度中心的agc控制信号通过滤波处理，对应分配到各个区的机组，并根据储能电站的电池充放电状态；通过多层级协同控制，以电网中运行的机组通过调速系统、自动功率控制的方式，调整有功出力减少频率偏差；实现调频资源的充分利用，提高综合调频效果。

2.根据权利要求1所述的一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法，其特征在于：所述agc控制信号获取方法为，电网的调度中心通过系统中的频率偏差和联络线功率偏差计算出反映整个控制区内总发电与总负荷的有功偏差情况的ace值，ace值对应的信号经过调频控制器得到总的调频指令，并将调频指令分解为增加出力或者降低出力的指令下发给参与调频的各机组，各机组根据指令实时调整出力以使ace的值保持在允许范围内；同时调度中心生成充电或者放电的指令下发给储能电站，储能电站根据电网的调度指令执行充电或者放电。

3.根据权利要求2所述的一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤；

4.根据权利要求3所述的一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法，其特征在于：步骤s1中，根据实际性能将系统中各个机组分类，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法，其特征在于：所述步骤s2中，通过滤波的方式处理系统中的ace信号，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法，其特征在于：所述步骤s3中，根据系统中储能的soc，重新分配快速区信号，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法，其特征在于：所述步骤s4中，将不同分区的信号分别分配至不同分区的机组，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种基于多层级控制的多源协同agc调频控制方法，其特征在于：步骤s5的预设时长为15min。

技术总结
本发明提出一种基于多层级控制的多源协同AGC调频控制方法，属于电力系统技术领域，为根据机组性能的AGC分层级控制方法，该方法将机组根据性能分类为快速区机组、中速区机组和慢速区机组，再将AGC的控制信号通过滤波处理，对应分配到各个区的机组，并充分考虑储能电站的电池充放电状态。通过多层级协同控制，实现调频资源的充分利用，提高综合调频效果，从而提高经济效益；本发明能解决目前调频辅助服务中多种调频资源功能定位不清、资源利用不充分，进而产生调频资源的挤兑、不合理调用、无法充分发挥作用等系列问题，可以有效提高综合调频效果，从而提高经济效益。

技术研发人员：张伟骏,郭威,邓超平,黄霆,李智诚,陈大玮,张抒凌,郑陈达,翁桂萍,郑旭冬
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/17