一种储能火电机组调频控制方法与流程

文档序号:22922257发布日期:2020-11-13 16:13阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种储能火电机组调频控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:

获取电池储能系统的储能电量soc数据;

判断所述储能电量soc数据是否超出预设的阈值范围;

若否,则判断是否接收到能量管理系统下发的agc调度新指令;

若未接收到agc调度新指令,则开始通过多目标粒子群算法对预设的agc调频策略模型进行周期为t的优化分析,获取储能补偿度最优值,然后根据所述储能补偿度最优值,生成储能出力周期指令,并向所述电池储能系统发送所述储能出力周期指令,以周期调度电池储能系统的储能出力。

2.根据权利要求1所述的储能火电机组调频控制方法,其特征在于,所述判断所述储能电量soc数据是否超出预设的阈值范围的步骤之后,所述控制方法还包括:

若储能电量soc数据超出预设的阈值范围,则生成储能调节指令,并向所述电池储能系统发送所述储能调节指令,所述储能调节指令用于控制电池储能系统以最大功率进行充电或放电。

3.根据权利要求1所述的储能火电机组调频控制方法,其特征在于,所述判断是否接收到能量管理系统下发的agc调度新指令的步骤,所述控制方法还包括:

若接收到agc调度新指令,则对储能出力值进行初始化,初始化的计算公式描述如下:

式中,pbref(ti)表示ti时刻的储能出力值;pa(ti)表示ti时刻agc调度指令的目标出力值;pg(ti)表示ti时刻的火电机组出力值;pcmax、pdmax分别表示储能最大充电功率和储能最大放电功率;ec和ed分别表示储能最大可充电量和储能最大可放电量;t表示优化周期;

当到ti+t时刻,开始通过多目标粒子群算法对预设的agc调频策略模型进行周期为t的优化分析。

4.根据权利要求1所述的储能火电机组调频控制方法,其特征在于,所述agc调频策略模型的目标函数包括调频性能指标子目标函数和储能电量平衡度子目标函数,所述agc调频策略模型的目标函数描述如下:

式中,fp(δ)表示储能补偿度为δ时的火储综合调频性能指标,δ∈[0,1];ds、rs、ps分别表示火储综合调频性能指标的子指标;a1、a2、a3分别表示火储综合调频性能指标的子指标各自所占权重,a1+a2+a3=1;ds表示火储联合出力值时agc响应时延;rs表示火储联合出力值后agc调节速率;ps表示火储联合出力值后agc调节精度;fb(δ)表示储能补偿度为δ时的储能电量平衡度;en表示储能额定电量;ec和ed分别表示储能最大可充电量和储能最大可放电量;smax和smin分别表示储能电量soc值的阈值范围上限值和下限值。

5.根据权利要求4所述的储能火电机组调频控制方法,其特征在于,所述目标函数的约束条件由储能补偿度约束和储能电量soc值约束建立;

所述储能补偿度的约束条件为:

式中,δ为储能补偿度,pcmax和pdmax分别表示储能最大充电功率和储能最大放电功率;pa(t)表示t时刻agc调度指令;pg(t)表示t时刻火电机组出力值;

储能电量soc值的约束条件:

式中,s(t)表示t时刻储能电量soc值;tc表示充电时长;ηc表示充电效率;td表示放电时长;ηd表示放电效率,tc=td=t

6.根据权利要求5所述的储能火电机组调频控制方法,其特征在于,所述开始通过多目标粒子群算法对预设的agc调频策略模型进行周期为t的优化分析,获取储能补偿度最优值,具体包括:

s1:定义多目标粒子群算法的参数信息和粒子信息,所述粒子信息包括粒子的位置和速度,将粒子的位置设为储能补偿度;

s2:初始化粒子qi的储能补偿度δi(k)和速度vi(k),k=1,…,mm表示迭代次数,i=1,…,nn为粒子群大小;

s3:根据储能补偿度δi和agc调频策略模型,计算各粒子的调频性能适应度值fp(δi)和储能电量平衡度适应度值fb(δi);

s4:判断粒子是否满足储能电量soc值的约束条件,若满足,则转入步骤s5,否则转入步骤s2;

s5:提取第1次至第k次迭代所得的粒子qi,根据调频性能适应度值fp(δi)和储能电量平衡度适应度值fb(δi),按非支配关系筛选出当前最优储能补偿度δibest(k);

s6:筛选第k次迭代的粒子群中未被支配的粒子,所述未被支配的粒子为非劣解集,将所述非劣解集保存到外部存档集r,对所述外部存档集r的粒子使用网格法获取全局最优储能补偿度gbest(k);

s7:将当前迭代次数进行赋值k=k+1,然后根据当前最优储能补偿度δibest(k)和全局最优储能补偿度gbest(k),更新粒子的速度vi(k+1)和储能补偿度δi(k+1):

式中,w表示惯性权重,c1和c2分别表示两个学习因子,r1和r2分别表示两个取值在[0,1]随机数;

s8:判断粒子qi的储能补偿度δi(k+1)是否满足储能补偿度的约束条件,若满足,则转入步骤s9,否则转入步骤s6;

s9:根据更新后的储能补偿度δi(k+1),计算各粒子的调频性能适应度值fp(δi)和储能电量平衡度适应度值fb(δi),然后根据非支配关系更新当前最优储能补偿度δibest(k+1)和第k+1迭代的非劣解集,并将第k+1迭代的非劣解集和外部存档集r合并成并集,确定并集中两两粒子的支配关系,然后将未被支配的粒子作为更新后的外部存档集r,通过网格法更新全局最优储能补偿度gbest(k+1);

s10:判断迭代次数k是否大于m,若是,则将迭代完成后的全局最优储能补偿度gbest(m+1)作为储能补偿度最优值δ*,否则转入步骤s7。

7.根据权利要求6所述的储能火电机组调频控制方法,其特征在于,所述根据所述储能补偿度最优值,生成储能出力周期指令,并向所述电池储能系统发送所述储能出力周期指令,具体包括:

s11:根据储能补偿度最优值,计算储能出力周期指令,具体计算公式如下:

式中,pbref(t)为当前优化周期的储能出力周期指令;

s12:将所述储能出力周期指令发送至电池储能系统,至t+t时刻,开始下一周期的优化分析。

8.根据权利要求7所述的储能火电机组调频控制方法,其特征在于,在步骤s11之后,即根据储能补偿度最优值,计算储能出力周期指令的步骤之后,还包括:

s110:若|pbref(t)|<0.1,则将pbref(t)重置为0,然后转入步骤s12;

s111:若|pbref(t)|≥0.1,则转入步骤s12。

9.根据权利要求6所述的储能火电机组调频控制方法,其特征在于,步骤s6中,所述对所述外部存档集r的粒子使用网格法获取全局最优储能补偿度gbest(k)的步骤,具体包括:

对所述外部存档集r的目标空间划分网格,通过欧式空间计算原理统计粒子在网格中的分布密度,在分布密度稀疏的网格中任选一粒子作为全局最优储能补偿度gbest(k)。

10.根据权利要求6所述的储能火电机组调频控制方法,其特征在于,步骤s6中,所述将所述非劣解集保存到外部存档集r的步骤还包括:

判断外部存档集r中粒子数是否超过预设的外部存档集容量u,若是,则通过网格法划分外部存档集r,并随机删除网格中一个粒子;

步骤s9中,所述将未被支配的粒子作为更新后的外部存档集r的步骤还包括:

将未被支配的粒子作为待更新外部存档集r,判断待更新外部存档集r中粒子数是否超过预设的外部存档集容量u,若是,则通过网格法划分外部存档集r,并随机删除网格中一个粒子,然后将删除粒子后对应的待更新外部存档集r作为所述更新后的外部存档集r


技术总结
本发明涉及火电储能调频技术领域,尤其是涉及一种储能火电机组调频控制方法,其包括获取电池储能系统的储能电量SOC数据;判断所述储能电量SOC数据是否超出预设的阈值范围;若否,则判断是否接收到能量管理系统下发的AGC调度新指令;若未接收到AGC调度新指令,则开始通过多目标粒子群算法对预设的AGC调频策略模型进行周期为T的优化分析,获取储能补偿度最优值,然后根据所述储能补偿度最优值,生成储能出力周期指令,并向所述电池储能系统发送所述储能出力周期指令,以周期调度电池储能系统的储能出力。本发明能够周期调节储能补偿度,避免储能电池长时间满功率使用,从而延长储能电池的使用寿命。

技术研发人员:彭威;丁成;于晓晖
受保护的技术使用者:深圳市航天泰瑞捷电子有限公司
技术研发日:2020.09.16
技术公布日:2020.11.13
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