一种重力储能电站有功功率控制方法及系统与流程

本发明属于电力系统控制，具体涉及一种重力储能电站有功功率控制方法及系统。

背景技术：

1、重力储能系统是一种新型储能系统，其储能介质为固体重物，借助山体、地下竖井或人工构筑物等结构，利用发电电动机对重物进行提升和下落控制，升降过程中实现充放电，充放电过程中需要控制储能单元有功功率。重力储能电站由多个重力储能单元组成，每个储能单元的两侧部署有发电电动机，两侧的发电电动机分别调用储能单元的奇偶数层重力块，当储能单元对外充电或放电时，两侧的发电电动机成组运行且功率相近，通过交替调用重力块以保证储能模块功率稳定输出和物理结构的载荷稳定。一次调频功能是指在电网频率突变时自动进行频率控制使电网恢复频率稳定，重力储能单元作为能量管理系统(ems)有功控制的最小调度控制单元，与其他类型电源不同，若是直接使用其他类型储能系统的一次调频装置控制每个发电电动机一次调频的输出，需要修改两侧发电电动机的一次调频控制逻辑，但由于控制逻辑比较复杂，因此现有的重力储能电站中在并网点处电网频率突变时，只具备agc功率调节功能，并不具有自动进行一次调频输出控制的功能，影响电力系统的稳定。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种重力储能电站有功功率控制方法及系统，用以解决现有的重力储能电站在电网频率突变时无法自动进行一次调频的问题。

2、本发明为解决上述技术问题而提供一种重力储能电站有功功率控制方法，包括：

3、将有功功率指令值下发给一次调频装置，一次调频装置根据频率变化量计算一次调频有功功率调节量；所述有功功率指令值是指由调度中心或本地电厂下发的agc指令；

4、根据有功功率指令的调节方向和一次调频方向将有功功率指令值与一次调频有功功率调节量进行叠加，得到有功功率目标值；

5、根据有功功率目标值控制储能单元的有功功率输出。

6、进一步地，当有功功率指令的调节方向和一次调频方向相同时，将当前有功功率指令值和一次调频有功功率调节量进行叠加；当有功功率指令的调节方向和一次调频方向相反时，将最近一次有功功率指令的调节方向与一次调频有功功率调节量方向相同的有功功率指令值和一次调频有功功率调节量进行叠加。

7、进一步地，将有功功率指令值下发给一次调频装置前，根据储能单元中发电电动机的运行状态对有功功率指令值进行校核，所述校核过程包括：当发电电动机处于发电态时，若满足以下任一条件，发出告警并结束控制流程，当不满足所有条件时，进行有功功率指令值的下发，条件包括：有功功率指令值超过发电工况可调范围、荷电状态达到下限；当发电电动机处于电动态时，若满足以下任一条件，发出告警并结束控制流程，当不满足所有条件时，进行有功功率指令值的下发，条件包括：有功功率指令值超过电动工况可调范围、荷电状态达到上限。

8、进一步地，控制储能单元的有功功率输出时所用的有功功率目标值为经过补偿后得到的，所述补偿是根据厂用电的有功损耗值确定的。

9、进一步地，所述有功损耗值基于预先标定的有功功率目标值和其对应的有功损耗数据确定。

10、进一步地，所述基于预先标定的有功功率目标值和其对应的有功损耗数据确定有功损耗值的方法为，在不同的有功功率目标值下标定其对应的有功损耗得到厂用电有功损耗曲线，利用厂用电有功损耗曲线插值计算当前有功功率目标值下需要补偿的有功损耗。

11、进一步地，该方法还包括对补偿后的有功功率目标值进行校核，当补偿后的有功功率目标值超过储能单元的调节限值时，根据储能单元的调节限值控制储能单元的有功功率输出；当补偿后的有功功率目标值未超过储能单元的调节限值时，根据补偿后的有功功率目标值控制储能单元的有功功率输出。

12、进一步地，若重力储能电站的agc运行方式为跟踪计划曲线运行时，将有功功率目标值作为有功功率计划值，控制储能单元开停机及运行方式的切换。

13、进一步地，所述控制储能单元开停机的方法为，若当前全站有功功率值小于所有开机的储能单元调节上限，下一时间点有功功率计划值大于等于当前所有开机的储能单元的有功功率上限时，根据有功功率计划值与所有开机的储能单元调节上限之和的差值控制相应个数停机的储能单元开机；若当前开机m个储能单元，当前全站有功功率值大于n个当前开机的储能单元的调节上限，下一时间点有功功率计划值小于等于n个开机储能单元的有功功率上限，控制m-n个储能单元停机。

14、上述技术方案的有益效果为：本发明为改进型发明创造，在接收到调度中心或本地电厂下发的agc有功功率指令值后，将agc指令值下发给一次调频装置，一次调频装置根据电网频率突变的频率变化量去计算为了使电网频率恢复变化所需的一次调频有功功率调节量，根据一次调频方向和有功功率指令的调节方向将一次调频有功功率调节量与有功功率指令值进行叠加后得到有功功率目标值，将有功功率目标值下发给储能电站各储能单元，从而利用agc实现一次调频功能，且控制过程更加简单，保证了重力储能电站中在并网点处电网频率突变时电力系统的稳定。

15、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种重力储能电站有功功率控制系统，包括控制器，所述控制器用于实现上述介绍的一种重力储能电站有功功率控制方法。

16、上述技术方案的有益效果为：本发明为改进型发明创造，在接收到调度中心或本地电厂下发的agc有功功率指令值后，将agc指令值下发给一次调频装置，一次调频装置根据电网频率突变的频率变化量去计算为了使电网频率恢复变化所需的一次调频有功功率调节量，根据一次调频方向和有功功率指令的调节方向将一次调频有功功率调节量与有功功率指令值进行叠加后得到有功功率目标值，将有功功率目标值下发给储能电站各储能单元，从而利用agc实现一次调频功能，且控制过程更加简单，保证了重力储能电站中在并网点处电网频率突变时电力系统的稳定。

技术特征：

1.一种重力储能电站有功功率控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的重力储能电站有功功率控制方法，其特征在于，当有功功率指令的调节方向和一次调频方向相同时，将当前有功功率指令值和一次调频有功功率调节量进行叠加；当有功功率指令的调节方向和一次调频方向相反时，将最近一次有功功率指令的调节方向与一次调频方向相同的有功功率指令值和一次调频有功功率调节量进行叠加。

3.根据权利要求1所述的重力储能电站有功功率控制方法，其特征在于，将有功功率指令值下发给一次调频装置前，根据储能单元中发电电动机的运行状态对有功功率指令值进行校核，所述校核过程包括：当发电电动机处于发电态时，若满足以下任一条件，发出告警并结束控制流程，当不满足所有条件时，进行有功功率指令值的下发，条件包括：有功功率指令值超过发电工况可调范围、荷电状态达到下限；当发电电动机处于电动态时，若满足以下任一条件，发出告警并结束控制流程，当不满足所有条件时，进行有功功率指令值的下发，条件包括：有功功率指令值超过电动工况可调范围、荷电状态达到上限。

4.根据权利要求1或2所述的重力储能电站有功功率控制方法，其特征在于，控制储能单元的有功功率输出时所用的有功功率目标值为经过补偿后得到的，所述补偿是根据厂用电的有功损耗值确定的。

5.根据权利要求4所述的重力储能电站有功功率控制方法，其特征在于，所述有功损耗值基于预先标定的有功功率目标值和其对应的有功损耗数据确定。

6.根据权利要求5所述的重力储能电站有功功率控制方法，其特征在于，所述基于预先标定的有功功率目标值和其对应的有功损耗数据确定有功损耗值的方法为，在不同的有功功率目标值下标定其对应的有功损耗得到厂用电有功损耗曲线，利用厂用电有功损耗曲线插值计算当前有功功率目标值下需要补偿的有功损耗。

7.根据权利要求4-6任一项所述的重力储能电站有功功率控制方法，其特征在于，该方法还包括对补偿后的有功功率目标值进行校核，当补偿后的有功功率目标值超过储能单元的调节限值时，根据储能单元的调节限值控制储能单元的有功功率输出；当补偿后的有功功率目标值未超过储能单元的调节限值时，根据补偿后的有功功率目标值控制储能单元的有功功率输出。

8.根据权利要求1所述的重力储能电站有功功率控制方法，其特征在于，若重力储能电站的agc运行方式为跟踪计划曲线运行时，将有功功率目标值作为有功功率计划值，控制储能单元开停机及运行方式的切换。

9.根据权利要求8所述的重力储能电站有功功率控制方法，其特征在于，所述控制储能单元开停机的方法为，若当前全站有功功率值小于所有开机的储能单元调节上限，下一时间点有功功率计划值大于等于当前所有开机的储能单元的有功功率上限时，根据有功功率计划值与所有开机的储能单元调节上限之和的差值控制相应个数停机的储能单元开机；若当前开机m个储能单元，当前全站有功功率值大于n个当前开机的储能单元的调节上限，下一时间点有功功率计划值小于等于n个开机储能单元的有功功率上限，控制m-n个储能单元停机。

10.一种重力储能电站有功功率控制系统，包括控制器，其特征在于，所述控制器用于实现如权利要求1-9任一项所述的重力储能电站有功功率控制方法。

技术总结本发明属于电力系统控制技术领域，具体涉及一种重力储能电站有功功率控制方法及系统。该方法包括：将有功功率指令值下发给一次调频装置，一次调频装置根据频率变化量计算一次调频有功功率调节量；所述有功功率指令值是指由调度中心或本地电厂下发的AGC指令值；根据有功功率指令的调节方向和一次调频方向将有功功率指令值与一次调频有功功率调节量进行叠加，得到有功功率目标值；根据有功功率目标值控制储能单元的有功功率输出，实现了重力储能电站的一次调频功能。技术研发人员：张庭,郭利军,薛二奎,李宏川,牛志雷,车帅,卫星,李红,赵德玉,李瑞明,陈二玲,何涵菁,邵广时,方伟,张海庭,李永照,陈哲,牛津文,王雨峰,铁勇魁,张艳华受保护的技术使用者：许继电气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20