电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制方法、装置及系统与流程

1.本发明具体涉及一种电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制方法、装置及系统。


背景技术：

2.目前，电化学储能已经成为新能源大规模接入和特高压直流建设的重要技术支撑手段之一，在电力系统中得到了广泛应用，近几年一直保持快速增长态势。电网中故障引起的大容量功率缺额会造成系统频率的下降，甚至可能引发频率崩溃，不断增加的新能源发电占比和高电压大容量输电可能加剧对电网频率安全稳定的不良影响。低频减载是频率安全第三道防线的重要组成部分，可以快速响应有序切除部分负荷，防止频率进一步跌落，但低频减载本身仍会导致大量用户失电，造成较大的社会影响。因此将电化学储能、直流等控制资源纳入其中，优化传统的频率校正控制策略，对提高电网应对极端严重故障能力具有重要意义。
3.电化学储能系统具有响应速度快、有功/无功协调、充放电双向控制、功率转换效率高等特点，可以在电网频率偏移时快速调节其功率输出，改善电力系统的动态频率特性。随着电化学储能电池性能的优化和成本的降低，将电化学储能纳入电网频率安全防御体系中也更加具有研究价值。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提出一种电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制方法、装置及系统，可以减少低频减载的动作风险，逐步优化第三道防线的配置容量和控制效果，提高电网应对极端故障的能力。
5.为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
6.第一方面，本发明提供了一种电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制方法，包括：
7.获取典型运行方式集和扰动故障集；
8.获取电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的频率响应模型；
9.筛选出造成功率缺额最小的运行方式和对应的扰动故障，并带入所述频率响应模型，计算出电化学储能分轮次动作的临界容量，，其中，所述频率响应模型的计算结果为电化学储能输出功率；所述电化学储能分轮次动作的临界容量为满足电网频率超调约束的电化学储能输出功率的最大值；
10.当所述电化学储能分轮次动作的临界容量小于电化学储能配置容量时，则优化电化学储能各轮次动作量，得到电化学储能的控制量，完成电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制。
11.可选地，所述频率响应模型为：
12.当δf＜δf
m
时：
[0013][0014]
其中，
[0015]
a＝ξω
n
[0016][0017][0018]
k＝k
l
+k
g
[0019][0020][0021]
当δf＞δf
m
时：
[0022][0023]
其中，
[0024][0025]
式中，δf(t)为频率偏差值的时域表达式；p
e
表示系统的有功功率缺额；h
g
为电力系统的惯性时间常数，定义为同步转速ω
e
下发电机转子能量e
mws
＝jω
r2
/2与电机的额定容量s
n
之比；p
s
为电化学储能的输出有功功率；δf为频率偏差值，δf
m
为调速器达到最大可调功率p
m,max
时对应的频率偏差；k
l
为负荷的静态频率调节效应系数；k
g
为发电机的功频特性系数，t
g
为调速器时间常数；若频率达到启动阈值的时间为t
e
，经过延时t
d
后电化学储能调节输出功率，即动作时间为t
z
＝t
e
+t
d
。
[0026]
可选地，所述电化学储能的控制量通过以下步骤计算获得：
[0027]
以预设的加权优化模型最小为优化目标，结合预设的约束条件，求出每轮次电化学储能输出功率增量；
[0028]
将所述每轮次电化学储能输出功率增量折算为占总电化学储能装机容量的比值，
得到电化学储能的控制量。
[0029]
可选地，所述加权优化模型为：
[0030][0031]
其中，f(x)
i,j
为运行方式i下发生扰动故障j的综合指标；λ
i
为运行在方式i下的概率，μ
j
为发生扰动故障j的概率；n
c
为典型运行方式数，n
d
为故障场景数；
[0032][0033][0034]
其中，在运行方式i下发生扰动故障j后，表示暂态过程中频率跌至最低值时的峰值频率偏差，表示高于50hz的超调暂态频率偏差；δf
si,j
表示稳态频率偏差；
[0035]
c
ls
、c
es
、c
fs
、c
fp
、c
fd
分别为切负荷代价系数、电化学储能代价系数、稳态频率指标系数、峰值频率指标系数和超调频率指标系数；为第h轮切负荷量，为第k轮电化学储能输出功率增量；n1和n2分别为低频减载和电化学储能的低频动作轮数；x表示优化变量，为n个轮次的电化学储能输出功率增量；
[0036]
所述约束条件为：
[0037][0038]
其中，p
s,k
为第k轮电化学储能输出功率增量，p
s,max
为电化学储能系统最大输出功率值；f
s
为稳态频率，f
s,min
和f
s,max
分别为稳态频率最小和最大值约束；f
d
表示暂态频率超调量，f
d,max
为暂态频率超调量最大值约束。
[0039]
可选地，所述电化学储能的控制量的计算公式为:
[0040][0041]
其中，p
s,k
为第k轮电化学储能输出功率增量，p
s,n
为总电化学储能装机容量。
[0042]
第二方面，本发明提供了一种电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制装置，包括：
[0043]
第一获取单元，用于获取典型运行方式集和扰动故障集；
[0044]
第二获取单元，用于获取电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的频率响应模型；
[0045]
计算单元，用于筛选出造成功率缺额最小的运行方式和对应的扰动故障，并带入所述频率响应模型，计算出电化学储能分轮次动作的临界容量，其中，所述频率响应模型的计算结果为电化学储能输出功率；所述电化学储能分轮次动作的临界容量为满足电网频率
超调约束的电化学储能输出功率的最大值；
[0046]
控制单元，用于当所述电化学储能分轮次动作的临界容量小于电化学储能配置容量时，则优化电化学储能各轮次动作量，得到电化学储能的控制量，完成电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制。
[0047]
可选地，所述频率响应模型为：
[0048]
当δf＜δf
m
时：
[0049][0050]
其中，
[0051]
a＝ξω
n
[0052][0053][0054]
k＝k
l
+k
g
[0055][0056][0057]
当δf＞δf
m
时：
[0058][0059]
其中，
[0060][0061]
式中，δf(t)为频率偏差值的时域表达式；p
e
表示系统的有功功率缺额；h
g
为电力系统的惯性时间常数，定义为同步转速ω
e
下发电机转子能量e
mws
＝jω
r2
/2与电机的额定容量s
n
之比；p
s
为电化学储能的输出有功功率；δf为频率偏差值，δf
m
为调速器达到最大可调功率p
m,max
时对应的频率偏差；k
l
为负荷的静态频率调节效应系数；k
g
为发电机的功频特性系数，t
g
为调速器时间常数；若频率达到启动阈值的时间为t
e
，经过延时t
d
后电化学储能调
节输出功率，即动作时间为t
z
＝t
e
+t
d
。
[0062]
可选地，所述电化学储能的控制量通过以下步骤计算获得：
[0063]
以预设的加权优化模型最小为优化目标，结合预设的约束条件，求出每轮次电化学储能输出功率增量；
[0064]
将所述每轮次电化学储能输出功率增量折算为占总电化学储能装机容量的比值，得到电化学储能的控制量。
[0065]
可选地，所述加权优化模型为：
[0066][0067]
其中，f(x)
i,j
为运行方式i下发生扰动故障j的综合指标；λ
i
为运行在方式i下的概率，μ
j
为发生扰动故障j的概率；n
c
为典型运行方式数，n
d
为故障场景数；
[0068][0069][0070]
在运行方式i下发生扰动故障j后，表示暂态过程中频率跌至最低值时的峰值频率偏差，表示高于50hz的超调暂态频率偏差；δf
si,j
表示稳态频率偏差；
[0071]
c
ls
、c
es
、c
fs
、c
fp
、c
fd
分别为切负荷代价系数、电化学储能代价系数、稳态频率指标系数、峰值频率指标系数和超调频率指标系数；为第h轮切负荷量，为第k轮电化学储能输出功率增量；n1和n2分别为低频减载和电化学储能的低频动作轮数；x表示优化变量，为n个轮次的电化学储能输出功率增量。
[0072]
所述约束条件为：
[0073][0074]
其中，p
s,k
为第k轮电化学储能输出功率增量，p
s,max
为电化学储能系统最大输出功率值；f
s
为稳态频率，f
s,min
和f
s,max
分别为稳态频率最小和最大值约束；f
d
表示暂态频率超调量，f
d,max
为暂态频率超调量最大值约束。
[0075]
可选地，所述电化学储能的控制量的计算公式为:
[0076][0077]
其中，p
s,k
为第k轮电化学储能输出功率增量，p
s,n
为总电化学储能装机容量。
[0078]
第三方面，本发明提供了一种电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制系统，包括存储介质和处理器；
[0079]
所述存储介质用于存储指令；
[0080]
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面中任一项所述方法的步骤。
[0081]
与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0082]
本发明可以使电化学储能配合已有低频减载方案，通过分轮次动作，应对电网中的典型和随机故障，以更小的控制代价达到更优的频率恢复效果。
[0083]
其次，本发明可以充分利用电化学储能调节灵活、快速的优势，逐步优化第三道防线的配置容量和控制效果，提高电网应对极端故障的能力，也有助于提高电化学储能的利用效益。
附图说明
[0084]
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
[0085]
图1为本发明一种实施例的电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制方法流程示意图。
具体实施方式
[0086]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
[0087]
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
[0088]
实施例1
[0089]
本发明实施例中提供了一种电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制方法，包括以下步骤：
[0090]
获取典型运行方式集和引起大功率缺额的扰动故障集；
[0091]
获取电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的频率响应模型；
[0092]
筛选出造成功率缺额最小的运行方式和对应的扰动故障，并带入所述频率响应模型，计算出电化学储能分轮次动作的临界容量，其中，所述频率响应模型的计算结果为电化学储能输出功率；所述电化学储能分轮次动作的临界容量为满足电网频率超调约束的电化学储能输出功率的最大值；
[0093]
当所述电化学储能分轮次动作的临界容量小于电化学储能配置容量时，则优化电化学储能各轮次动作量，得到电化学储能的控制量，完成电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制。
[0094]
在具体实施过程中，本发明实施例中的方法，如图1所示，具体包括：
[0095]
(1)进行方案整定的数据准备工作，从电网的运营部门获取电网的运行方式、拓扑结构、历史运行数据、历史故障情况、低频减载和电化学储能的配置情况。其中，电网的运行方式、拓扑结构用于电网的等值，使用加权平均法、参数辨识法等方法，对电力系统中发电机、负荷、电化学储能等模型进行等值，得到单机带集中负荷模型；历史运行数据用于制定典型运行方式集c，历史故障主要考虑安全稳定第三级标准故障，用于制定引起大功率缺额的扰动故障集f；低频减载和电化学储能的配置情况用于整定电化学储能参与低频安全第
三道防线的方案参数。
[0096]
(2)基于历史统计信息选取典型运行方式集c和引起大功率缺额的扰动故障集f。
[0097]
由于电网运行方式的复杂性和多变性，无法对所有的运行方式进行逐一计算，为了减少工作量，选取若干种典型的运行方式，包括夏大、夏小、冬大、冬小等。通过对历年电网数据的分析，统计出电网各种运行方式累计运行时间、出现故障的类型及次数，得出概率分布情况，选取具有代表性的典型运行方式集c；在此基础上进行电网安全稳定分析，在安全稳定第三级标准故障中得出可能引起大功率缺额的大扰动故障集f。电化学储能低频校正控制方案需要适应c和f中的各运行方式和故障。
[0098]
(3)建立电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的频率响应模型，该频率响应模型计及电化学储能控制特性的影响，具体地：
[0099]
所述频率响应模型为：
[0100]
当δf＜δf
m
时：
[0101][0102]
其中，
[0103]
a＝ξω
n
[0104][0105][0106]
k＝k
l
+k
g
[0107][0108][0109]
当δf＞δf
m
时：
[0110][0111]
其中，
[0112][0113]
式中，δf(t)为频率偏差值的时域表达式；p
e
表示系统的有功功率缺额；h
g
为电力系统的惯性时间常数，定义为同步转速ω
e
下发电机转子能量e
mws
＝jω
r2
/2与电机的额定容量s
n
之比；p
s
为电化学储能的输出有功功率；δf为频率偏差值，δf
m
为调速器达到最大可调功率p
m,max
时对应的频率偏差；k
l
为负荷的静态频率调节效应系数；k
g
为发电机的功频特性系数，t
g
为调速器时间常数；若频率达到启动阈值的时间为t
e
，经过延时t
d
后电化学储能调节输出功率，即动作时间为t
z
＝t
e
+t
d
。
[0114]
通过频率响应表达式，可以计算功率缺额扰动发生和电化学储能低频动作后的暂态频率指标，包括稳态频率、峰值频率等。其中，峰值频率偏差可通过求导得到，稳态频率偏差可表示为：
[0115][0116][0117]
(4)设置电化学储能的动作轮数n、各轮次启动的频率阈值f
e,k
和各轮次的动作延时t
e,k
。参数的设置需要基于电网的频率响应特性，并与低频减载措施协调配合，具体的设置原则为：
[0118]
各轮次的动作延时需要兼顾稳控系统防误和频率控制效果两方面，一般设置为200～300ms。动作轮数过多会因为动作延时影响控制效果，过少容易造成过控，一般设置为3～5轮。综合考虑电网正常频率的运行范围及一次调频的运行要求，电化学储能第一轮的动作阈值不宜高于49.5hz，当参与第三道防线的电化学储能容量充足，需要设置多个电化学储能动作轮次时，各电化学储能动作轮次之间的频率级差可以按0.1～0.2hz确定，电化学储能最终轮与低频减载第一轮的频率级差可以按0.1～0.2hz考虑。
[0119]
(5)进行电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的临界容量分析与计算；
[0120]
临界容量的含义是：当电网中可用于第三道防线的电化学储能容量高于该值时，必须进行分轮次动作，从而避免电化学储能低频动作引发高频切机或新能源机组脱网等连锁事故。结合典型运行方式集c和扰动故障集f，筛选出造成功率缺额最小的运行方式和对应的扰动故障，并带入步骤(3)中的频率响应模型，计算出满足电网频率超调约束的电化学储能输出功率。将电化学储能输出功率的最大值作为其分轮次参与第三道防线的临界容量。
[0121]
(6)在电化学储能配置容量高于所述分轮次动作的临界容量的情况下，优化电化学储能各轮次动作量，得到电化学储能的控制量(即得到电化学储能低频动作方案)
[0122]
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述电化学储能的控制量通过以下步骤计算获得：
[0123]
以预设的加权优化模型最小为优化目标，结合预设的约束条件，求出每轮次电化
学储能输出功率增量；将所述每轮次电化学储能输出功率增量折算为占总电化学储能装机容量的比值，得到电化学储能的控制量。
[0124]
具体实施过程为：以频率恢复效果和控制代价制定综合指标，建立考虑各种故障场景与运行方式的加权优化模型，并结合电化学储能功率控制能力和电网暂态频率安全约束，整定计算电化学储能低频动作控制量。
[0125]
表征频率恢复效果和控制代价的综合指标为：
[0126][0127][0128]
其中，在运行方式i下发生扰动故障j后，表示暂态过程中频率跌至最低值时的峰值频率偏差，表示高于50hz的超调暂态频率偏差；δf
si,j
表示稳态频率偏差；c
ls
、c
es
、c
fs
、c
fp
、c
fd
分别为切负荷代价系数、电化学储能代价系数、稳态频率指标系数、峰值频率指标系数和超调频率指标系数；为第h轮切负荷量，为第k轮电化学储能输出功率增量；n1和n2分别为低频减载和电化学储能的低频动作轮数；x表示优化变量，为n个轮次的电化学储能输出功率增量。
[0129]
以上各系数的选取原则及其量纲的统一方法为：切负荷控制代价要高于电化学储能控制的代价，峰值频率和超调频率指标的权重要高于稳态频率的权重；控制量用各运行方式下电化学储能低频动作量或切负荷量占额定电化学储能/负荷功率的相对值表示，以统一不同运行方式下控制代价的量纲。
[0130]
根据典型运行方式集c和引发大容量功率缺额的扰动故障集f中各运行方式和故障的概率对目标函数进行加权求和，得到加权优化模型为：
[0131][0132]
其中，f(x)
i,j
为运行方式i下发生扰动故障j的综合指标；λ
i
为运行在方式i下的概率，μ
j
为发生扰动故障j的概率；n
c
为典型运行方式数，n
d
为故障场景数；
[0133]
关于电化学储能功率控制能力和电网暂态频率安全稳定的相关约束，制定约束条件为：
[0134][0135]
其中，p
s,k
为第k轮电化学储能输出功率增量，p
s,max
为电化学储能系统最大输出功率值；f
s
为稳态频率，f
s,min
和f
s,max
分别为稳态频率最小和最大值约束；f
d
表示暂态频率超调量，f
d,max
为暂态频率超调量最大值约束。
[0136]
在该约束条件下，以加权优化模型最小为优化目标，求出最优电化学储能动作量，并将电化学储能每轮次的增量折算为占总电化学储能装机容量p
s,n
的比值i
k
，得到综合指
标最优的电化学储能低频动作控制量，即：
[0137][0138]
(7)校核低频校正控制动作后系统中的线路潮流，电化学储能的功率分配方案如果配置不合理会造成控制后的潮流越限等问题，导致线路过载，继而引发连锁故障。对低频校正控制方案和故障集f进行暂态仿真分析，校核线路的潮流，若其不合理，则重新整定电化学储能各轮次动作定值，直至潮流分布合理。
[0139]
实施例2
[0140]
本发明实施例中提供了一种电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制装置，包括：
[0141]
第一获取单元，用于获取典型运行方式集和引起大功率缺额的扰动故障集；
[0142]
第二获取单元，用于获取电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的频率响应模型；
[0143]
计算单元，用于筛选出造成功率缺额最小的运行方式和对应的扰动故障，并带入所述频率响应模型，计算出电化学储能分轮次动作的临界容量；
[0144]
控制单元，用于当所述电化学储能分轮次动作的临界容量小于电化学储能配置容量时，则优化电化学储能各轮次动作量，得到电化学储能的控制量，完成电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制。
[0145]
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述频率响应模型为：
[0146]
当δf＜δf
m
时：
[0147][0148]
其中，
[0149]
a＝ξω
n
[0150][0151][0152]
k＝k
l
+k
g
[0153][0154][0155]
当δf＞δf
m
时：
[0156][0157]
其中，
[0158][0159]
式中，δf(t)为频率偏差值的时域表达式；p
e
表示系统的有功功率缺额；h
g
为电力系统的惯性时间常数，定义为同步转速ω
e
下发电机转子能量e
mws
＝jω
r2
/2与电机的额定容量s
n
之比；p
s
为电化学储能的输出有功功率；δf为频率偏差值，δf
m
为调速器达到最大可调功率p
m,max
时对应的频率偏差；k
l
为负荷的静态频率调节效应系数；k
g
为发电机的功频特性系数，t
g
为调速器时间常数；若频率达到启动阈值的时间为t
e
，经过延时t
d
后电化学储能调节输出功率，即动作时间为t
z
＝t
e
+t
d
。
[0160]
所述电化学储能的控制量通过以下步骤计算获得：
[0161]
以预设的加权优化模型最小为优化目标，结合预设的约束条件，求出每轮次电化学储能输出功率增量；
[0162]
将所述每轮次电化学储能输出功率增量折算为占总电化学储能装机容量的比值，得到电化学储能的控制量。
[0163]
其中，所述加权优化模型为：
[0164][0165]
其中，f(x)
i,j
为运行方式i下发生扰动故障j的综合指标；λ
i
为运行在方式i下的概率，μ
j
为发生扰动故障j的概率；n
c
为典型运行方式数，n
d
为故障场景数；
[0166][0167][0168]
其中，在运行方式i下发生扰动故障j后，表示暂态过程中频率跌至最低值时的峰值频率偏差，表示高于50hz的超调暂态频率偏差；δf
si,j
表示稳态频率偏差；c
ls
、c
es
、c
fs
、c
fp
、c
fd
分别为切负荷代价系数、电化学储能代价系数、稳态频率指标系数、峰值频率指标系数和超调频率指标系数；为第h轮切负荷量，为第k轮电化学储能输出功率增量；n1和n2分别为低频减载和电化学储能的低频动作轮数；x表示优化变量，为n个轮次的电化学储能输出功率增量。
[0169]
所述约束条件为：
[0170][0171]
其中，p
s,k
为第k轮电化学储能输出功率增量，p
s,max
为电化学储能系统最大输出功率值；f
s
为稳态频率，f
s,min
和f
s,max
分别为稳态频率最小和最大值约束；f
d
表示暂态频率超调量，f
d,max
为暂态频率超调量最大值约束。
[0172]
所述电化学储能的控制量的计算公式为:
[0173][0174]
其中，p
s,k
为第k轮电化学储能输出功率增量，p
s,n
为总电化学储能装机容量。
[0175]
其余部分均与实施例1相同。
[0176]
实施例3
[0177]
本发明实施例中提供了一种电化学储能参与低频安全稳定第三道防线的控制系统，包括存储介质和处理器；
[0178]
所述存储介质用于存储指令；
[0179]
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据实施例1中任一项所述方法的步骤。
[0180]
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0181]
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0182]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0183]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0184]
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
[0185]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。