一种压缩空气储能参与电网一次调频的方法与流程

本发明属于电力储能技术领域，具体涉及一种压缩空气储能参与电网一次调频的方法。

背景技术：

随着新能源发电规模越来越大，其发电间歇性和波动性甚至反调节性的问题越来越突出，迫切需要行之有效的技术方案来解决新能源的大规模并网问题。大规模电力储能技术是能够解决该问题的有效途径，而压缩空气储能系统被认为是最有发展前景的大规模电力储能技术之一，具有储能规模大、存储周期长、环境污染小等优点。

目前国内外都有一些示范工程，我国主要开展非补燃式压缩空气储能，目前主要研究压缩空气储能本体热力系统，对参与电网调峰调频运行还未进行深一步研究，特别是参与电网一次调频在国内未见相关文献报导。

电力系统一次调频是指利用系统固有的负荷频率特性，以及发电机组的调速器的作用，来阻止系统频率偏离标准的调节方式。电网频率是衡量电网电能质量的指标之一，频率稳定是电力系统安全稳定运行的重要因素，因此必须调整频率使之保持在规定范围内。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：提供一种压缩空气储能参与电网一次调频的方法，实现压缩空气储能参与电网一次调频，并根据压缩空气储能及膨胀发电机的特性，提升机组和电网系统的调节能力，保证电网运行的安全稳定性。

本发明采取的技术方案为：一种压缩空气储能参与电网一次调频的方法，该方法为：在压缩空气储能系统膨胀发电机热工控制系统中设置一次调频功能模块，一次调频功能模块包括频差模块、死区模块、调差模块和限幅模块；膨胀发电机的转速信号n经频差模块转化为频差，频差经死区模块进行比较，频差大于死区后输出，进入调差模块进行计算得到调整负荷值，调整负荷值经限幅模块进行最大调整负荷限制后最终输出负荷调整量△p，转速信号n的单位r/min，负荷调整量△p单位kw。

一种压缩空气储能参与电网一次调频的方法，其具体步骤如下：

(1)一次调频模块接入压缩空气储能中膨胀发电机的转速信号n，输出负荷调整量△p，接至膨胀发电机进口调节阀；

(2)设置一次调频模块参数，一次调频参数包括死区δ、调差系数r和调节上限，调节上限设置为机组额定工况，不设置调节下限，即调节范围为从零到机组额定工况；

(3)当系统频率高于设置的一次调频死区，膨胀发电机按设定的调差系数和调节上限进行功率调节：将机组测量转速信号通过下式转换为频差信号△f：

其中：n0—额定转速，单位r/min；

n—实际转速，单位r/min；

经过死区判断，判定信号是否输出，即：如△f>△，信号输出，进入下一个环节；△f<△，信号不输出；

之后根据调差系数r通过下式计算负荷调整量△p，单位kw；

其中：pe—发电机额定功率，kw

fe—系统额定频率，hz

通过一次调频最大调整负荷限幅限制，输出最终功率变化量△p。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明可以实现压缩空气储能参与电网一次调频，并根据压缩空气储能及膨胀机的特性，取消一次调频调节下限，提升机组调节能力，保证电网运行的安全稳定性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1所示，一种压缩空气储能参与电网一次调频的方法，该方法为：在压缩空气储能系统膨胀发电机热工控制系统中设置一次调频功能模块，一次调频功能模块包括频差模块、死区模块、调差模块和限幅模块；膨胀发电机的转速信号n经频差模块转化为频差，频差经死区模块进行比较，频差大于死区后输出，进入调差模块进行计算得到调整负荷值，调整负荷值经限幅模块进行最大调整负荷值限制后最终输出负荷调整量△p，转速信号n的单位r/min，负荷调整量△p单位kw。

一种压缩空气储能参与电网一次调频的方法，其具体步骤如下：

(1)一次调频模块接入压缩空气储能中膨胀发电机的转速信号n，输出负荷调整量△p，接至膨胀发电机进口调节阀；

(2)设置一次调频模块参数，一次调频参数包括死区δ、调差系数r和调节上限，调节上限设置为机组额定工况，不设置调节下限，即调节范围为从零到机组额定工况；

不设置调节下限的原因在于：根据压缩空气储能的运行特点，耗电压缩过程和膨胀发电过程是分开进行，即膨胀发电时其初始运行时的压力为最高值，运行中压力是逐渐降低的，发电过程中即使将进气阀关闭，因为压缩机处于停运，也不会造成压力升高等危险。同时因机组构造不同，也不存在火电机组的最低稳燃负荷和水电机组振动区等问题，一次调频的下限取消。

压缩空气储能运行是一个降负荷运行工况，运行中不会超过额定工况运行，一次调频的上限设置为机组额定工况。

因此，根据压缩空气储能工作调节特性，调节上限设置为机组额定工况，取消调节下限；

(3)当系统频率高于设置的一次调频死区，膨胀发电机按设定的调差系数和调节上限进行功率调节：将机组测量转速信号通过下式转换为频差信号△f：

其中：n0—额定转速，单位r/min；

n—实际转速，单位r/min；

经过死区判断，判定信号是否输出，即：如△f>△，信号输出，进入下一个环节；△f<△，信号不输出；

之后根据调差系数r通过下式计算负荷调整量△p，单位kw；

其中：pe—发电机额定功率，kw

fe—系统额定频率，hz

通过一次调频最大调整负荷限幅限制，输出最终功率变化量△p。

本发明在热工控制系统中构建一次调频功能模块；一次调频模块输入接至压缩空气储能中膨胀机的转速测量结果，输出负荷调整量，接至膨胀发电机进口调节阀；设置一次调频的转速不等率，死区模块，根据压缩空气储能工作调节特性，调节上限设置为机组额定出力，不设置调节下限；当系统频率高于设置的一次调频死区，膨胀机按设定的调差系数和调节上限进行功率控制；本发明可以实现压缩空气储能参与电网一次调频，并根据压缩空气储能及膨胀机的特性，取消一次调频调节下限，提升机组调节能力，保证电网运行的安全稳定性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式实例，本发明的保护范围并不局限于此。熟悉该技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易找到变化或替换方式，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。为此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。