火储联合调频控制方法和系统与流程

本技术涉及储能调频领域，特别是涉及火储联合调频控制方法和系统。

背景技术：

1、随着储能技术的快速发展和国家政策支持，储能系统的装机占比也在不断增加，但是由于其高昂的造价和使用成本，目前大多用来辅助火电机组调频进行收益。

2、新能源机组出力的随机性，且大多不具备调频能力，使得系统调频压力增大，同时火电机组自动发电控制(agc)调频受自身限制，难以满足电网波动。由于储能的高成本，现阶段国内外电力系统调频控制策略更偏向于对储能的优化控制，只考虑储能的寿命折损，制定的调频方案通常不是整个系统层面经济性最优的。

3、目前针对相关技术中电网频率波动带来的调频损耗高的问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种火储联合调频控制方法、系统、电子设备和存储介质，以至少解决相关技术中电网频率波动带来的调频损耗高的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种火储联合调频控制方法，所述方法应用于火储联合系统，所述火储联合系统包括火电机组和储能电站，所述方法包括：

3、对运行状态下系统的频率调节数据进行分析，得到所述火电机组的调频损耗，以及所述储能电站的调频损耗、能量损耗和储能soc偏差系数，所述储能soc偏差系数表征所述储能电站充放电时储能soc的偏移程度；

4、基于所述火电机组的调频损耗、所述储能电站的调频损耗和所述能量损耗，构建火储调频功率优化模型，并基于所述储能soc偏差系数，构建储能soc规划模型；

5、根据所述火储调频功率优化模型和所述储能soc规划模型，并结合所述火储联合系统运行的约束条件，构建双层调频模型，其中，所述约束条件包括火储联合系统剩余调频功率约束；

6、基于预设权重，以系统总损耗成本和储能soc偏差加权和最小化为目标，通过所述双层调频模型，生成调频策略。

7、在其中一些实施例中，所述对运行状态下系统的频率调节数据进行分析，得到所述火电机组的调频损耗，以及所述储能电站的调频损耗、能量损耗包括：

8、基于所述火电机组的调频磨损系数和调频功率，确定所述火电机组的调频损耗；

9、根据所述储能电站的充放电次数、充放电功率和充放电效率，确定所述储能电站的调频损耗；

10、根据所述储能电站的环境温度、充放电比和电池容量变化量，确定所述储能电站的容量损耗，并将所述容量损耗转化为能量损耗。

11、在其中一些实施例中，所述基于所述火电机组的调频损耗、所述储能电站的调频损耗和所述能量损耗，构建火储调频功率优化模型包括：

12、根据所述火电机组的调频损耗和所述火电机组的单位磨损成本，得到所述火电机组的磨损成本；

13、根据所述储能电站的调频损耗和所述储能电站的单位功率磨损成本，得到所述储能电站的功率成本；

14、根据所述储能电站的能量损耗和所述储能电站的单位容量磨损成本，得到所述储能电站的容量成本；

15、基于所述磨损成本、所述功率成本、所述容量成本和所述火电机组初始功率的运行损耗成本，构建所述火储调频功率优化模型。

16、在其中一些实施例中，所述火储调频功率优化模型包括：

17、

18、其中，f1为所述系统总损耗成本；i=1,2,3,...,i，i为参与调频的调频资源总数，调频资源包括火电机组和储能电站；t=1,2,3,...,t，t为总调度时间；为第i个调频资源t时刻的初始功率运行损耗成本；为第i个调频资源t时刻的磨损成本；为第i个调频资源t时刻的功率成本；为第i个调频资源第t时刻的容量成本。

19、在其中一些实施例中，所述对运行状态下系统的频率调节数据进行分析，得到所述储能电站的储能soc偏差系数包括：

20、获取所述储能电站运行状态下的储能soc、所述储能电站的额定容量和调频采样时间；

21、基于储能soc偏差系数计算公式，根据所述储能电站运行状态下的储能soc、所述储能电站的额定容量和所述调频采样时间，确定储能soc偏差系数。

22、在其中一些实施例中，所述储能soc偏差系数计算公式包括：

23、

24、其中，i=1,2,3,...,i，i为参与调频的调频资源总数，调频资源包括火电机组和储能电站；t=1,2,3,...,t，t为总调度时间；c表示充电状态，为充电t时刻第i个调频资源的储能soc偏差系数；d表示发电状态，为放电t时刻第i个调频资源的储能soc偏差系数；为第i个调频资源的额定储能容量；为t时刻第i个调频资源的储能soc，socmin和socmax为储能系统soc的上下限，δt为调频采样时间。

25、在其中一些实施例中，所述储能soc规划模型包括：

26、

27、其中，f2为最小储能soc偏差；ωi,t为第i个调频资源t时刻的储能soc偏差系数；socref为理想储能soc。

28、在其中一些实施例中，所述基于所述火电机组的调频损耗、所述储能电站的调频损耗和所述能量损耗，构建火储调频功率优化模型包括：

29、基于损耗抗拒系数计算公式，根据参与调频的调频资源总数、所述火电机组的调频响应时间和调频响应精度，所述储能电站的调频响应时间和调频响应精度，分别得到所述火电机组和所述储能电站的损耗抗拒系数，其中，所述调频资源包括火电机组和储能电站；

30、根据所述火电机组的损耗抗拒系数，对所述火电机组的调频损耗进行修正；

31、根据所述储能电站的损耗抗拒系数，分别对所述储能电站的调频损耗和所述能量损耗进行修正；

32、基于修正后的火电机组的调频损耗、储能电站的调频损耗和能量损耗，构建火储调频功率优化模型。

33、在其中一些实施例中，所述损耗抗拒系数计算公式包括：

34、

35、其中，i=1,2,3,...,i，n=1,2,3,...,n，i和n均为参与调频的调频资源总数，调频资源包括火电机组和储能电站；t=1,2,3,...,t，t为总调度时间；g表示火电机组，表示第i个调频资源为火电机组时，火电机组的损耗抗拒系数；b表示储能电站，表示第i个调频资源为储能电站时，储能电站的损耗抗拒系数；、分别火电机组与储能电站的调频响应时间；、分别为火电机组与储能电站的调频响应精度。

36、在其中一些实施例中，所述火储联合系统运行的约束条件包括：

37、功率平衡约束，所述功率平衡约束用于限定所述火联合系统的出力功率满足目标agc指令的调频需求；

38、火电机组约束，所述火电机组约束用于限定所述火电机组的出力功率、爬坡率和备用容量；

39、储能运行约束，所述储能运行约束用于限定所述储能电站的充放电功率和储能电量；

40、火储系统剩余调频功率约束，所述火储系统剩余调频功率约束用于限定所述火电机组当前剩余调频功率满足下一时刻所需的调频功率，和所述储能电站当前剩余调频功率满足下一时刻所需的调频功率。

41、在其中一些实施例中，所述火储联合系统剩余调频功率约束包括：

42、火电剩余调频功率约束、第一储能剩余调频功率约束和第二储能剩余调频功率约束；

43、在所述火电机组和所述储能电站的总剩余调频功率大于等于agc调频需求的情况下，通过所述第一储能剩余调频功率约束对所述储能电站进行约束，在所述总剩余调频功率小于所述agc调频需求的情况下，通过所述第二储能剩余调频功率约束对所述储能电站进行约束。

44、在其中一些实施例中，所述火电剩余调频功率约束包括：

45、

46、其中，i=1,2,3,...,i，i为参与调频的调频资源总数，调频资源包括火电机组和储能电站；t=1,2,3,...,t，t为总调度时间；g表示火电机组，第i个调频资源为火电机组时，和分别为火电机组i的在下一时刻向上调频和向下调频的最大可调整容量，pg-i,min为所述火电机组i的最小开机功率，pg-i,max为所述火电机组i的最大出力，为t时刻所述火电机组i的调频功率；pg-i,climb为t时刻所述火电机组i的最大爬坡约束出力。

47、在其中一些实施例中，所述第一储能剩余调频功率约束包括：

48、

49、其中，i=1,2,3,...,i，i为参与调频的调频资源总数，调频资源包括火电机组和储能电站；t=1,2,3,...,t，t为总调度时间；b表示储能电站，第i个调频资源为储能电站时，和分别表示储能电站i在下一时刻充、放电剩余调频功率；soci,t为t时刻储能电站i的储能soc，socmin和socmax为储能系统soc的上下限；δt为调频采样时间；、分别为储能电站i的充、放电倍率；ei,rate为储能电站i的额定储能容量；pb-i,rate为储能电站i的额定功率。

50、在其中一些实施例中，所述第二储能剩余调频功率约束包括：

51、

52、其中，i=1,2,3,...,i，i为参与调频的调频资源总数，调频资源包括火电机组和储能电站；t=1,2,3,...,t，t为总调度时间；pc-i,t、pd-i,t分别表示储能电站i在t时刻的充、放电剩余调频功率，socc-i,t和socd-i,t分别为t时刻储能电站i充、放电下的荷电状态；socmin和socmax为储能系统soc的上下限；p0、n0为逻辑回归函数的特征参数，pb-i,rate为储能电站i的额定功率。

53、在其中一些实施例中，所述方法还包括：

54、获取所述调频策略下所述火储联合系统的调频功率偏差、储能soc状态和单位调频损耗成本；

55、基于所述调频功率偏差、所述储能soc状态和所述单位调频损耗成本，对所述调频策略进行评估。

56、第二方面，本技术实施例提供了一种火储联合调频控制系统，所述系统包括：数据分析模块、第一模型构建模块、第二模型构建模块和策略生成模块，其中，

57、所述数据分析模块，用于对运行状态下系统的频率调节数据进行分析，得到火电机组的调频损耗，以及储能电站的调频损耗、能量损耗和储能soc偏差系数，所述储能soc偏差系数表征所述储能电站充放电时储能soc的偏移程度；

58、所述第一模型构建模块，用于基于所述火电机组的调频损耗、所述储能电站的调频损耗和所述能量损耗，构建火储调频功率优化模型，并基于所述储能soc偏差系数，构建储能soc规划模型；

59、所述第二模型构建模块，用于根据所述火储调频功率优化模型和所述储能soc规划模型，并结合火储联合系统运行的约束条件，构建双层调频模型，其中，所述约束条件包括火储联合系统剩余调频功率约束；

60、所述策略生成模块，用于基于预设权重，以系统总损耗成本和储能soc偏差加权和最小化为目标，通过所述双层调频模型，生成调频策略。

61、第三方面，本技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的火储联合调频控制方法。

62、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的火储联合调频控制方法。

63、相比于相关技术，本技术实施例提供的火储联合调频控制方法，通过对运行状态下系统的频率调节数据进行分析，得到火电机组的调频损耗，以及储能电站的调频损耗、能量损耗和储能soc偏差系数，基于火电机组的调频损耗、储能电站的调频损耗和能量损耗，构建火储调频功率优化模型，并基于储能soc偏差系数，构建储能soc规划模型，根据火储调频功率优化模型和储能soc规划模型，并结合火储联合系统运行的约束条件，构建双层调频模型，其中，约束条件包括火储联合系统剩余调频功率约束，用于基于预设权重，以系统总损耗成本和储能soc偏差加权和最小化为目标，通过双层调频模型，生成调频策略，解决了电网频率波动带来的调频损耗高的问题。对调频数据进行分析，构建计及系统损耗成本的火电-储能功率分配与储能荷电状态规划的双层模型，通过系统损耗对调频功率分配进行约束，提高调频效率的同时减少调频过程中系统整体的损耗，并通过soc规划对储能的出力状态进行约束，延长储能寿命。