一种控制发电机组出力的方法及装置与流程

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种控制发电机组出力的方法及装置。

背景技术：

在发电系统中，包括用于产生出力的发电机组、用于控制发电机组的发电机组控制系统，以及用于配合发电机组运行的储能系统。储能系统与发电机组联合响应自动发电控制(agc)调度指令运行，发电系统向外提供的总体出力，由发电机组出力，变为发电机组与储能系统的出力的总和，可以实现储能系统与发电机组的优势互补。

实际运行过程中，储能系统作为快速响应单元，通过充电、放电满足快速agc调度指令，尤其是快速折返调节指令的要求。发电机组则作为基础能量单元，为连续单方向出力及储能系统长期运行提供能量支撑。通过上述联合运行策略，可以在满足agc调度指令的同时，充分利用储能系统的快速调节能力，降低发电机组调节压力，减少发电机组设备运行磨损和能耗。但是，若发电机组的实际出力与agc调度指令所指示的出力的偏差超出储能系统可调节范围内，储能系统就会出现过充或过放的危险，损坏储能系统。

因此，储能系统与发电机组联合运行过程中，如何在保证储能系统长期运行过程中的能量平衡，避免储能系统出现过充或过放危险的同时，降低发电机组调节压力，减少发电机组设备运行磨损和能耗是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例公开了一种控制发电机组出力的方法及装置，用以解决储能系统长期运行过程中出现过充或过放的问题，有效降低发电机组调节压力，从而达到减少发电机组设备运行磨损和能耗的效果。技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种控制发电机组出力的方法，应用于发电机组控制系统，所述方法包括：

接收携带指示出力功率的调度指令，并确定发电机组的当前出力功率；

计算所述指示出力功率与当前出力功率的功率偏差，以及计算当前时刻发电机组的累积能量偏差；

根据所述功率偏差的绝对值及所述累积能量偏差的绝对值设定所述发电机组的调节速率。

优选的，所述根据所述功率偏差的绝对值及所述累积能量偏差的绝对值设定所述发电机组的调节速率，包括：

判断所述功率偏差的绝对值是否大于预先设定的功率偏差阈值；

如果是，则将发电机组的调节速率设定为第一速率；

如果否，则判断所述累积能量偏差的绝对值是否大于预先设定的累积能量偏差阈值；

如果所述累积能量偏差的绝对值不大于预先设定的累积能量偏差阈值，则将发电机组的调节速率设定为第三速率；

如果所述累积能量偏差的绝对值大于预先设定的累积能量偏差阈值，则根据所述功率偏差与所述累积能量偏差的乘积设定所述发电机组的调节速率；

其中，所述第一速率大于第三速率。

优选的，所述预先设定的功率偏差阈值小于储能系统的额定功率值。

优选的，所述预先设定的累积能量偏差阈值小于储能系统的额定能量值的1/2。

优选的，所述根据所述功率偏差与所述累积能量偏差的乘积设定所述发电机组的调节速率，包括：

判断所述功率偏差与所述累积能量偏差的乘积是否大于0；

如果大于0，则将发电机组的调节速率设定为第二速率；

如果不大于0，则将发电机组的调节速率设定为第三速率；

其中，所述第一速率大于第二速率，所述第二速率大于第三速率。

优选的，所述第一速率为所述发电机组的额定能量的2％每分钟；

所述第二速率为所述第一速率的1/2；

所述第三速率为0。

优选的，所述累积能量偏差的计算公式为：

其中，e偏差为所述累积能量偏差，p偏差为所述功率偏差，t为所述当前时刻，t0为计算开始时刻。

第二方面，本发明还提供了一种控制发电机组出力的装置，应用于发电机组控制系统，包括：

调度指令接收模块，用于接收携带指示出力功率的调度指令，并确定发电机组的当前出力功率；

偏差计算模块，用于计算所述指示出力功率与当前出力功率的功率偏差，以及计算当前时刻发电机组的累积能量偏差；

速率设定模块，用于根据所述功率偏差的绝对值及所述累积能量偏差的绝对值设定所述发电机组的调节速率。

优选的，所述速率设定模块包括：

第一判断单元，用于判断所述功率偏差的绝对值是否大于预先设定的功率偏差阈值；

第一处理单元，用于在所述功率偏差的绝对值大于预先设定的功率偏差阈值时，将发电机组的调节速率设定为第一速率；

第二判断单元，用于在所述功率偏差的绝对值不大于预先设定的功率偏差阈值时，判断所述累积能量偏差的绝对值是否大于预先设定的累积能量偏差阈值；

第二处理单元，用于在所述累积能量偏差的绝对值不大于预先设定的累积能量偏差阈值，将发电机组的调节速率设定为第三速率；

第三判断单元，用于在所述累积能量偏差的绝对值大于预先设定的累积能 量偏差阈值时，根据所述功率偏差与所述累积能量偏差的乘积设定所述发电机组的调节速率；

其中，所述第一速率大于第三速率。

优选的，所述预先设定的功率偏差阈值小于储能系统的额定功率值。

优选的，所述预先设定的累积能量偏差阈值小于储能系统的额定能量值的1/2。

优选的，所述第三判断单元具体用于：

判断所述功率偏差与所述累积能量偏差的乘积是否大于0；

相应的，所述速率设定模块还包括：

第三处理单元，用于在所述功率偏差与所述累积能量偏差的乘积大于0时，将发电机组的调节速率设定为第二速率；

第四处理单元，用于在所述功率偏差与所述累积能量偏差的乘积不大于0时，则将发电机组的调节速率设定为第三速率；

其中，所述第一速率大于第二速率，所述第二速率大于第三速率。

优选的，所述第一速率为所述发电机组的额定能量的2％每分钟；

所述第二速率为所述第一速率的1/2；

所述第三速率为0。

优选的，所述累积能量偏差的计算公式为：

其中，e偏差为所述累积能量偏差，p偏差为所述功率偏差，t为所述当前时刻，t0为计算开始时刻。

本方案中，发电机组控制系统接收功率调度指令，并确定发电机组当前的出力功率后，根据功率偏差与预先设定的功率偏差阈值的比较，及累积能量偏差与预先设定的累积能量偏差阈值的比较，为发电机组设定不同的调节速率，可以控制发电机组的当前出力功率按照设定调节速率跟踪调度指令，将发电机组的实际出力功率与功率调度指令中所指示的出力功率的偏差控制在储能系统 可调节范围内，避免储能系统出现过充或过放的现象，保证储能系统长期运行过程中的能量平衡，同时，降低发电机组的调节压力，减少发电机组设备运行磨损和能耗，还可以在缺少储能系统信息、功率调度指令预测和先验知识的情况下，实现储能系统与发电机组的协调优化运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种控制发电机组出力的方法流程示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种控制发电机组出力的装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

首先需要说明的是，本发明中所述的发电机组可以是任意形式的发电机组，例如火电机组、风电机组、水电机组或核电机组等。

下面对本发明实施例提供的一种控制发电机组出力的方法进行介绍，如图1所示，本发明实施例提供的一种控制发电机组出力的方法，应用于发电机组控制系统，所述方法可以包括：

s101，接收携带指示出力功率的调度指令，并确定发电机组的当前出力功率；

需要说明的是，该调度指令中携带了指示出力功率p指示，即需要发电系统向外提供的总体出力功率。该调度指令可以是直接来自电网的调度指令，也可以是将来自电网的调度指令分解后的，针对发电系统总体出力功率的调度指令， 这都是合理的。

确定发电机组的当前出力功率p机组的方式可以采用任意现有的确定发电机组的当前出力功率p机组的方式，在此不做具体限定。

s102，计算所述指示出力功率与当前出力功率的功率偏差，以及计算当前时刻发电机组的累积能量偏差；

具体的，该功率偏差p偏差＝调度指令中携带的指示出力功率p指示-发电机组的当前出力功率p机组；该累积能量偏差e偏差可以通过公式计算得到，其中，t为当前时刻，t0为计算开始时刻。

该功率偏差p偏差的值的大小反应了发电机组当前出力功率p机组与调度指令中携带的指示出力功率p指示相差的程度，其值可能出现大于0，等于0，小于0三种情况。可以理解的是，当p偏差大于0时，说明需要调高发电系统向外提供的总体出力功率；当p偏差等于0时，说明不需要调节发电系统向外提供的总体出力功率；当p偏差小于0时，说明需要调低发电系统向外提供的总体出力功率。

该累积能量偏差e偏差为从计算开始时刻t0，到当前时刻t的一段时间内的调度指令中携带的指示出力功率与发电机组的出力功率的偏差的累计值，e偏差反映了p偏差在从t0到t的一段时间内的累计变化趋势。由于指示出力功率p指示是随时间变化的，在从计算开始时刻t0，到当前时刻t的一段时间内的p偏差也是随时间变化的，因此，该累积能量偏差e偏差的值也可能出现大于0，等于0，小于0三种情况。

s103，根据所述功率偏差的绝对值及所述累积能量偏差的绝对值设定所述发电机组的调节速率。

具体的，可以为：判断所述功率偏差的绝对值是否大于预先设定的功率偏差阈值，如果是，执行步骤s104，否则，执行步骤s105；

为了保证储能系统的长期稳定运行，不发生过充或过放的危险，该预先设 定的功率偏差阈值p阈值应该小于储能系统的额定功率值。

优选的，可以将p阈值设定为略小于储能系统的额定功率值，例如，若储能系统的额定功率值为9mw,则可以将该p阈值设定为7mw，这样可以在保证储能系统安全运行的前体下，最大限度地发挥储能系统的快速调节能力，尽量降低发电机组的调节压力，减少发电机组设备运行磨损和能耗。

s104，将发电机组的调节速率设定为第一速率；

当判断出所述功率偏差p偏差的绝对值大于预先设定的功率偏差阈值p阈值时，说明该p偏差已经超过了储能系统所能提供的功率调节能力范围，所以需要发电机组快速调节其出力功率，以保证快速达到调度指令中携带的指示出力功率。

优选的，可以将发电机组的调节速率设定为第一速率v1，该第一速率v1为所述发电机组的额定能量的2％每分钟。这样可以快速调节发电机组的出力功率，同时避免发电机组设备运行的磨损和能耗过大。当然，该第一速率v1也可以根据p偏差的实际数值设定为其他值，能保证将发电机组的出力功率调节至指示出力功率即可，在此不做具体限定。

需要说明的是，此时若p偏差大于0，则将发电机组的调节速率设定为第一速率v1，并按照调节速率v1调高发电机组的出力功率；若p偏差小于0，则将发电机组的调节速率设定为第一速率v1，并按照调节速率v1调低发电机组的出力功率。

s105，判断所述累积能量偏差的绝对值是否大于预先设定的累积能量偏差阈值，如果是，执行步骤s107，否则，执行步骤s106；

当判断出所述功率偏差p偏差的绝对值不大于预先设定的功率偏差阈值p阈值时，说明该p偏差没有超过储能系统所能提供的功率调节能力范围，为了更准确地判定储能系统是否存在过充或过放的危险，可以从累积能量偏差角度进行进一步的判定。

具体的，为了保证储能系统的长期稳定运行，不发生过充或过放的危险， 该预先设定的累积能量偏差阈值e阈值应该小于储能系统的额定能量值，以保证在储能系统所能提供的能量调节范围内进行调节。

优选的，该预先设定的累积能量偏差阈值e阈值可以小于储能系统的额定能量值的1/2。当储能系统提供的能量为其额定能量值的1/2左右时，储能系统的运行为最佳状态，因此将该预先设定的累积能量偏差阈值e阈值可以小于储能系统的额定能量值的1/2，可以保证储能系统处于最佳运行状态，稳定工作。

举例而言，若储能系统的额定能量值为4.5mwh，则可以将e阈值设定为储能系统的额定能量值30％，即1.2mwh。当然也可以根据储能系统的实际额定能量值将e阈值设定为其他数值，这都是合理的。

s106，将发电机组的调节速率设定为第三速率；

当判断出累积能量偏差e偏差的绝对值不大于预先设定的累积能量偏差阈值e阈值时，说明该e偏差没有超过储能系统所能提供的能量调节能力范围，此时，则可以为发电机组设定一个较小的调节速率，即第三速率v3，该第三速率v3小于第一速率v1。

优选的，可以将该第三速率v3设定为0，即不对发电机组的出力功率进行调节，由于此时储能系统所能提供的能量调节能力可以满足调度指令中指示出力功率，因而不必对发电机组的出力功率进行调节，尽量减少发电机组设备运行磨损和能耗。

s107，判断所述功率偏差与所述累积能量偏差的乘积是否大于0，如果是，执行步骤s108，否则，执行步骤s109；

当判断出累积能量偏差e偏差的绝对值大于预先设定的累积能量偏差阈值e阈值时，说明该e偏差超过了预先设定的累积能量偏差阈值e阈值，但是由于e阈值的设定是小于储能系统的额定能量值的，为了进一步确定此时储能系统是否存在过充或过放的危险，可以进行功率偏差p偏差与累积能量偏差e偏差的乘积是否大于0的判断。

需要说明的是，由于p偏差和e偏差均有大于0，等于0，小于0三种情况，所 以p偏差与e偏差的乘积也会出现大于0，等于0，小于0三种情况。

s108，将发电机组的调节速率设定为第二速率；

所述功率偏差p偏差与所述累积能量偏差e偏差的乘积大于0时，对于p偏差与e偏差的值有以下两种情况：

第一种情况：p偏差和e偏差均小于0，则二者的乘积大于0。

具体的，p偏差小于0，说明此时需要降低发电系统向外提供的总体出力功率；e偏差小于0，说明此时e偏差超过了预先设定的累积能量偏差阈值e阈值，而且p偏差处于持续减小状态，需要不断降低发电系统向外提供的总体出力功率，此时，储能系统存在过充的危险。

第二种情况：p偏差和e偏差均大于0，则二者的乘积大于0。

具体的，p偏差大于0，说明此时需要调高发电系统向外提供的总体出力功率；e偏差大于0，说明此时e偏差超过了预先设定的累积能量偏差阈值e阈值，而且p偏差处于持续增大状态，需要不断调高发电系统向外提供的总体出力功率，此时，储能系统存在过放的危险。

因此，在上述两种情况下，均需要调节发电机组的出力功率，避免储能系统出现过充或过放危险，可以将发电机组的调节速率设定为第二速率v2。由于此时p偏差的绝对值小于p阈值，不需要以第一速率v1快速调节发电机组的出力功率，所以该第二速率v2可以小于上述第一速率v1，大于上述第三速率v3，这样可以在保证发电系统向外提供的总体出力功率达到指示处理功率的同时，尽量减少发电机组运行的磨损和能耗。

优选的，该第二速率v2可以为第一速率v1的1/2，当然并不局限于此，可以使发电系统向外提供的总体出力功率满足指示出力功率的需求，小于第一速率v1的任意速率都是可行的。

s109，将发电机组的调节速率设定为第三速率；

需要说明的是，由于已经判断出累积能量偏差e偏差的绝对值大于预先设定 的累积能量偏差阈值e阈值，所以此时不存在累积能量偏差e偏差等于0的情况。

因此，当该功率偏差p偏差与该累积能量偏差e偏差的乘积不大于0时，对于p偏差与e偏差的值有以下三种情况：

第一种情况：p偏差小于0，e偏差大于0，则二者的乘积小于0。

具体的，p偏差小于0，说明此时需要降低发电系统向外提供的总体出力功率；e偏差大于0，说明此时e偏差超过了预先设定的累积能量偏差阈值e阈值，但是p偏差处于持续增大状态，需要降低发电系统向外提供的总体出力功率的程度在持续减少，此时，储能系统不存在过充的危险。

第二种情况：p偏差大于0，e偏差小于0，则二者的乘积小于0。

具体的，p偏差大于0，说明此时需要调高发电系统向外提供的总体出力功率；e偏差小于0，说明此时e偏差超过了预先设定的累积能量偏差阈值e阈值，但是p偏差处于持续减小状态，需要调高发电系统向外提供的总体出力功率的程度在持续减少，此时，储能系统不存在过放的危险。

第三种情况：p偏差等于0，e偏差小于0或大于0，则二者的乘积等于0。

具体的，p偏差等于0，无论e偏差小于0或大于0，都说明此时不需要调节发电系统向外提供的总体出力功率，当然储能系统也不会出现过充或过放危险。

因此，在上述三种情况下，储能系统均不会出现过充或过放危险，可以将发电机组的调节速率设定为第三速率v3。该第三速率v3可以设定为0，即不必对发电机组的出力功率进行调节，尽量减少发电机组设备运行磨损和能耗。

可见，采用本发明提供的一种控制发电机组出力的方法，发电机组控制系统接收功率调度指令，并确定发电机组当前的出力功率后，根据功率偏差与预先设定的功率偏差阈值的比较，及累积能量偏差与预先设定的累积能量偏差阈值的比较，为发电机组设定不同的调节速率，可以将发电机组的实际出力功率与功率调度指令中所指示的出力功率的偏差控制在储能系统可调节范围内，避免储能系统出现过充或过放的现象，保证储能系统长期运行过程中的能量平衡，同时，降低发电机组的调节压力，减少发电机组设备运行磨损和能耗，还可以 在缺少储能系统信息、功率调度指令预测和先验知识的情况下，实现储能系统与发电机组的协调优化运行。

实施例二

如图2所示，为本发明实施例提供的一种控制发电机组出力的装置的结构示意图，该装置用于执行上述图1所示的方法，所述装置可以包括：

调度指令接收模块210，用于接收携带指示出力功率的调度指令，并确定发电机组的当前出力功率；

偏差计算模块220，用于计算所述指示出力功率与当前出力功率的功率偏差，以及计算当前时刻发电机组的累积能量偏差；

速率设定模块230，用于根据所述功率偏差的绝对值及所述累积能量偏差的绝对值设定所述发电机组的调节速率。

具体的，所述速率设定模块230可以包括：

第一处理单元240，用于在所述功率偏差的绝对值大于预先设定的功率偏差阈值时，将发电机组的调节速率设定为第一速率；

第二判断单元250，用于在所述功率偏差的绝对值不大于预先设定的功率偏差阈值时，对所述累积能量偏差的绝对值与预先设定的累积能量偏差阈值进行比较；

第二处理单元260，用于在所述累积能量偏差的绝对值不大于预先设定的累积能量偏差阈值，将发电机组的调节速率设定为第三速率；

第三判断单元270，用于在所述累积能量偏差的绝对值大于预先设定的累积能量偏差阈值时，判断所述功率偏差与所述累积能量偏差的乘积是否大于0；

第三处理单元280，用于在所述功率偏差与所述累积能量偏差的乘积大于0时，将发电机组的调节速率设定为第二速率；

第四处理单元290，用于在所述功率偏差与所述累积能量偏差的乘积不大于0时，则将发电机组的调节速率设定为第三速率；

其中，该第一速率大于第二速率，该第二速率大于第三速率。

优选的，该累积能量偏差的计算公式可以为：

其中，e偏差为该累积能量偏差，p偏差为该功率偏差，t为所述当前时刻，t0为计算开始时刻。

优选的，为保证储能系统的长期能量平衡，避免储能系统出现过充或过放的危险，该预先设定的功率偏差阈值p阈值小于储能系统的额定功率值；该预先设定的累积能量偏差阈值e阈值小于储能系统的额定能量值的1/2。

优选的，该第一速率v1为发电机组的额定能量的2％每分钟；

该第二速率v2为该第一速率v1的1/2；

该第三速率v3为0。

可见，采用本发明提供的一种控制发电机组出力的装置，发电机组控制系统接收功率调度指令，并确定发电机组当前的出力功率后，根据功率偏差与预先设定的功率偏差阈值的比较，及累积能量偏差与预先设定的累积能量偏差阈值的比较，为发电机组设定不同的调节速率，可以将发电机组的实际出力功率与功率调度指令中所指示的出力功率的偏差控制在储能系统可调节范围内，避免储能系统出现过充或过放的现象，保证储能系统长期运行过程中的能量平衡，同时，降低发电机组的调节压力，减少发电机组设备运行磨损和能耗，还可以在缺少储能系统信息、功率调度指令预测和先验知识的情况下，实现储能系统与发电机组的协调优化运行。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。 尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：rom/ram、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。