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一種火電機(jī)組電池電容混合儲能技術(shù)響應(yīng)AGC的控制方法

專利號
CN115912443B
公開日期
2025-04-29
申請人
西安熱工研究院有限公司; 華能集團(tuán)技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司(陜西省西安市碑林區(qū)興慶路136號)
發(fā)明人
宋國鵬; 金國強(qiáng); 兀鵬越; 寇水潮; 張振偉; 王辰昱; 沈乾坤; 郭彥君; 潘喜良; 戴海鵬
IPC分類
H02J3/32; H02J7/00; H02J3/14; H02J7/34; H02J3/46; H02J13/00
技術(shù)領(lǐng)域
儲能,agc,運(yùn)算器,電容儲能,機(jī)組,電容,負(fù)荷,電池,電量,指令
地域: 陜西省 陜西省西安市

摘要

本發(fā)明公開了一種火電機(jī)組電池電容混合儲能技術(shù)響應(yīng)AGC的控制方法,方法為電池電容保護(hù)工況控制方法和AGC響應(yīng)工況控制方法。電池電容保護(hù)工況控制方法、延長電池電容的使用壽命,減少其非必要的充放電動作;AGC響應(yīng)工況控制方法為根據(jù)AGC負(fù)荷指令信號與發(fā)電機(jī)實(shí)際功率信號之間的偏差,計算出電池電容混合儲能動作基礎(chǔ)指令,再通過機(jī)組負(fù)荷升降速率信號以及通過發(fā)電機(jī)功率測量值的變化量和變負(fù)荷動作時間,計算出實(shí)時的負(fù)荷變化率與目標(biāo)變化率的比較,進(jìn)行一系列修正參數(shù),并考察穩(wěn)態(tài)時,發(fā)電機(jī)功率測量值與AGC負(fù)荷指令間的差值盡可能小,通過智能上下限限制使電池電容始終工作在最佳線性區(qū),提高其可用率,給應(yīng)用該技術(shù)的火電機(jī)組帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

說明書

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[0015] AGC響應(yīng)工況控制方法,考慮AGC指標(biāo)中的K2值精度,該值主要考察穩(wěn)態(tài)時,發(fā)電機(jī)功率測量值與AGC負(fù)荷指令間的差值越小越好,將AGC負(fù)荷指令與發(fā)電機(jī)實(shí)際功率經(jīng)第五減法運(yùn)算器計算后,通過第七函數(shù)發(fā)生器的計算,形成AGC穩(wěn)定響應(yīng)的電池電容儲能指令,該兩路指令經(jīng)第二選擇切換器的判斷,共同保證機(jī)組對AGC指標(biāo)的響應(yīng)能力,其選擇判斷依據(jù)為當(dāng)機(jī)組結(jié)束上一次變負(fù)荷5分鐘后且機(jī)組未進(jìn)行下一次變負(fù)荷,視為機(jī)組處于穩(wěn)定狀態(tài),穩(wěn)定狀態(tài)的輸出值為第七函數(shù)發(fā)生器,非穩(wěn)定狀態(tài)的輸出值為第三乘法運(yùn)算器。 [0016] AGC響應(yīng)工況控制方法,第二選擇切換器的輸出最后經(jīng)上下限運(yùn)算器的限制后,形成最終的混合儲能動作指令;其中,上下限運(yùn)算器的上限值為第三選擇切換器的輸出,其判斷條件為混合儲能電量狀態(tài)通過低信號監(jiān)視器的監(jiān)測,低信號監(jiān)視器的觸發(fā)條件為當(dāng)前設(shè)定的電池電容儲能設(shè)備的工作電量的30%,當(dāng)儲能設(shè)備電量低于30%觸發(fā)低電量狀態(tài)后,通過第三選擇切換器的判斷,將當(dāng)前值設(shè)定為上限值,使最終的指令無法繼續(xù)增加,電池電容儲能設(shè)備停止放電工作,未觸發(fā)低電量狀態(tài)時,上限值為100,即不受限制;上下限運(yùn)算器的下限值為第四選擇切換器的輸出,其判斷條件為混合儲能電量狀態(tài)通過高信號監(jiān)視器的監(jiān)測,高信號監(jiān)視器的觸發(fā)條件為當(dāng)前設(shè)定的電池電容儲能設(shè)備的工作電量的70%,當(dāng)儲能設(shè)備電量高于70%觸發(fā)高電量狀態(tài)后,通過第四選擇切換器的運(yùn)算,將當(dāng)前值設(shè)定為下限值,使最終的指令無法繼續(xù)減少,電池電容儲能設(shè)備停止充電工作,未觸發(fā)高電量狀態(tài)時,下限值為?100,即不受限制。 [0017] 和現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明具備如下優(yōu)點(diǎn): [0018] 1)設(shè)計電池電容混合儲能保護(hù)控制功能,結(jié)合電池電容的最佳線性工作區(qū),使其長期工作在有效區(qū)域內(nèi),盡可能延長電池電容的使用周期。 [0019] 2)根據(jù)電網(wǎng)AGC的需求,形成合理的功率指令和負(fù)荷反饋,一方面,在網(wǎng)調(diào)考核死區(qū)范圍內(nèi),通過指令差歸零,避免電儲能的無意義充放電;另一方面,在最大化輔助服務(wù)收益條件下,限制電儲能的過出力,從而延長電儲能裝置壽命。 [0020] 3)針對AGC考核的K1、K2、K3值,分別設(shè)計控制方式,有針對性的利用電池電容混合儲能技術(shù)完成AGC的響應(yīng)。 [0021] 4)根據(jù)電儲能電量水平等參數(shù)、中長期升降負(fù)荷指令預(yù)期、機(jī)組磨煤機(jī)啟停等狀態(tài),主動調(diào)整DCS的負(fù)荷給定,從而進(jìn)行電儲能電量的主動補(bǔ)充或釋放。 [0022] 5)根據(jù)目標(biāo)機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn),合理選擇控制模式,釋放電儲能輔助提升機(jī)組安全穩(wěn)定性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性的能力。 附圖說明 [0023] 圖1電池電容保護(hù)工況控制方法邏輯示意圖; [0024] 圖2AGC響應(yīng)工況控制方法邏輯示意圖。 具體實(shí)施方式 [0025] 其中,電池電容保護(hù)工況控制方法包括,AGC負(fù)荷指令信號連接的第一函數(shù)發(fā)生器,電池電容儲能電量狀態(tài)連接的第一減法運(yùn)算器,二者相減后經(jīng)第二函數(shù)發(fā)生器和第一切換選擇器,最終得到所需的負(fù)荷修正量送至機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。 [0026] 所述AGC負(fù)荷指令信號與電池電容儲能電量狀態(tài)信號分別來自機(jī)組和電池電容儲能單元,均為常規(guī)狀態(tài)信號,屬本領(lǐng)域共知內(nèi)容。 [0027] AGC響應(yīng)工況控制方法包括,AGC負(fù)荷指令與發(fā)電機(jī)實(shí)際功率經(jīng)第二減法運(yùn)算器5計算后,分別經(jīng)第三函數(shù)發(fā)生器6與第四函數(shù)發(fā)生器7處理后,再經(jīng)第一乘法運(yùn)算器8計算,得到儲能動作基礎(chǔ)指令;機(jī)組負(fù)荷升降速率經(jīng)第五函數(shù)發(fā)生器9處理后,通過第二乘法運(yùn)算器10的計算對儲能動作基礎(chǔ)指令進(jìn)行一次修正;發(fā)電機(jī)實(shí)際功率經(jīng)過慣性運(yùn)算器12和第三減法運(yùn)算器13的共同計算后,與機(jī)組目標(biāo)變化率經(jīng)第四減法運(yùn)算器14計算,經(jīng)第六函數(shù)發(fā)生器15的處理后,最后過第三乘法運(yùn)算器11的計算對儲能動作基礎(chǔ)指令進(jìn)行二次修正,該部分輸出為AGC動態(tài)響應(yīng)的電池電容儲能指令;當(dāng)機(jī)組結(jié)束AGC指令,進(jìn)入穩(wěn)態(tài)工況后,AGC負(fù)荷指令與發(fā)電機(jī)實(shí)際功率經(jīng)第五減法運(yùn)算器17計算后,通過第七函數(shù)發(fā)生器18的計算,形成AGC穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的電池電容儲能指令;該兩路指令經(jīng)第二選擇切換器16的判斷,共同保證機(jī)組對AGC指標(biāo)的響應(yīng)能力;第二選擇切換器16的輸出最后經(jīng)上下限運(yùn)算器19的限制后,形成最終的混合儲能動作指令;其中,上下限運(yùn)算器19的上限值為第三選擇切換器21的輸出,其判斷條件為混合儲能電量狀態(tài)通過低信號監(jiān)視器20的監(jiān)測,當(dāng)?shù)碗娏繝顟B(tài)觸發(fā)后,通過第三選擇切換器21的運(yùn)算,將當(dāng)前值設(shè)定為上限值,使最終的指令無法繼續(xù)增加,混合儲能設(shè)備實(shí)現(xiàn)指令禁增;上下限運(yùn)算器19的下限值為第四選擇切換器23的輸出,其判斷條件為混合儲能電量狀態(tài)通過高信號監(jiān)視器22的監(jiān)測,當(dāng)高電量狀態(tài)觸發(fā)后,通過第四選擇切換器23的運(yùn)算,將當(dāng)前值設(shè)定為下限值,使最終的指令無法繼續(xù)減少,混合儲能設(shè)備實(shí)現(xiàn)指令禁減,完成對最終混合儲能動作指令的限制工作。

權(quán)利要求

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3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火電機(jī)組電池電容混合儲能技術(shù)響應(yīng)AGC的控制方法,其特征在于,AGC響應(yīng)工況控制方法,AGC負(fù)荷指令信號與發(fā)電機(jī)實(shí)際功率信號連接于第二減法運(yùn)算器,計算后的差值經(jīng)第三函數(shù)發(fā)生器處理,得到兩者偏差的電池電容儲能動作量,儲能設(shè)備充放電動作時主要依據(jù)此函數(shù),與第二減法運(yùn)算器連接的第四函數(shù)發(fā)生器,第三函數(shù)發(fā)生器與四函數(shù)發(fā)生器經(jīng)第一乘法運(yùn)算器計算,得到儲能動作基礎(chǔ)指令;機(jī)組負(fù)荷升降速率信號為運(yùn)行人員從畫面設(shè)定,經(jīng)第五函數(shù)發(fā)生器處理后,通過第二乘法運(yùn)算器的計算對儲能動作基礎(chǔ)指令進(jìn)行一次修正;發(fā)電機(jī)實(shí)際功率經(jīng)過慣性運(yùn)算器和第三減法運(yùn)算器的共同計算后,可得到機(jī)組實(shí)時負(fù)荷變化率,通過第四減法運(yùn)算器計算出與機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷變化率的差值,該差值經(jīng)第六函數(shù)發(fā)生器的處理后,最后通過第三乘法運(yùn)算器的計算,實(shí)現(xiàn)電池電容儲能設(shè)備對AGC的K1值響應(yīng);將AGC負(fù)荷指令與發(fā)電機(jī)實(shí)際功率經(jīng)第五減法運(yùn)算器計算后,通過第七函數(shù)發(fā)生器的計算,形成AGC穩(wěn)定響應(yīng)的電池電容儲能指令,該兩路指令經(jīng)第二選擇切換器的判斷,共同保證機(jī)組對AGC指標(biāo)的響應(yīng)能力,其選擇判斷依據(jù)為當(dāng)機(jī)組結(jié)束上一次變負(fù)荷5分鐘后且機(jī)組未進(jìn)行下一次變負(fù)荷,視為機(jī)組處于穩(wěn)定狀態(tài),穩(wěn)定狀態(tài)的輸出值為第七函數(shù)發(fā)生器,非穩(wěn)定狀態(tài)的輸出值為第三乘法運(yùn)算器,第二選擇切換器的輸出最后經(jīng)上下限運(yùn)算器的限制后,形成最終的混合儲能動作指令;其中,上下限運(yùn)算器的上限值為第三選擇切換器的輸出,其判斷條件為混合儲能電量狀態(tài)通過低信號監(jiān)視器的監(jiān)測,低信號監(jiān)視器的觸發(fā)條件為當(dāng)前設(shè)定的電池電容儲能設(shè)備的工作電量的30%,當(dāng)儲能設(shè)備電量低于30%觸發(fā)低電量狀態(tài)后,通過第三選擇切換器的判斷,將當(dāng)前值設(shè)定為上限值,使最終的指令無法繼續(xù)增加,電池電容儲能設(shè)備停止放電工作,未觸發(fā)低電量狀態(tài)時,上限值為100,即不受限制;上下限運(yùn)算器的下限值為第四選擇切換器的輸出,其判斷條件為混合儲能電量狀態(tài)通過高信號監(jiān)視器的監(jiān)測,高信號監(jiān)視器的觸發(fā)條件為當(dāng)前設(shè)定的電池電容儲能設(shè)備的工作電量的70%,當(dāng)儲能設(shè)備電量高于70%觸發(fā)高電量狀態(tài)后,通過第四選擇切換器的運(yùn)算,將當(dāng)前值設(shè)定為下限值,使最終的指令無法繼續(xù)減少,電池電容儲能設(shè)備停止充電工作,未觸發(fā)高電量狀態(tài)時,下限值為?100,即不受限制。
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