电池储能AGC控制性能评价标准的研究

摘要

面向AGC机组的控制性能评价标准，能够衡量发电机组对频率调节所做贡献，可为规范发电机组的调节行为提供依据。新能源并网使电力系统调频资源供需关系变得紧张，电池储能具备较为优良的调节特性，使得其在未来电网运行中有望成为重要的自动发电控制（Automatic Generation Control,AGC）辅助服务提供者。电池储能的调节特性与常规机组存在差别，若将现有AGC机组评价标准直接沿用于电池储能，则存在对调节性能要求低，较少考虑荷电状态、电池寿命等问题，导致既不能充分发挥电池储能的技术优势，亦没有兼顾电池储能自身的经济效益。 通过对电池储能在调节特性、寿命特性以及荷电状态等方面与常规机组所存在差别的深入分析，明确了现有机组评价标准沿用于电池储能所存在的适用性问题。为充分发挥电池储能调节性优势和调动其参与调节的积极性，提出了“提高调节速度要求、放宽调节精度要求、允许适当反向调节”的评价标准设计目标。为便于所设计标准与现有机组标准的对接，参照现有机组评价标准指标结构，设计考虑电池寿命的电池储能AGC控制性能评价标准，引导电池储能遵循调控要求。根据各类电池储能技术特点，提出了评价指标中相关性能指标数值的设定依据，从而增强所提标准对各类电池储能的适用性。利用时域系统仿真，和所提出的一种改进基于荷电状态的电池容量寿命损耗计算方法，对所提出标准的评价效果进行了仿真。仿真结果的分析表明，所提出评价标准对不同的控制性能有明显的区分度，依据该标准运行，不仅能够提升系统整体调频能力从而改善系统频率质量，还可降低电池储能寿命损耗并有利于其维持调节能力，进而调动其参与AGC服务的积极性。

目录

声明

1 绪论

1.1 电池储能参与AGC控制性能评价的必要性

1.2 国内外现行评价标准与研究现状

1.2.1 国内外现行AGC控制性能评价标准

1.2.2 AGC控制性能评价标准理论研究进展

1.3 现有评价标准应用于电池储能存在的问题

1.3.1 电池储能与常规机组的区别

1.3.2 现有评价标准存在的问题

1.4 本文主要工作

2 自动发电控制性能评价

2.1 自动发电控制基本原理

2.1.1 自动发电控制系统构成

2.1.2 自动发电控制调频原理

2.1.3 互联电网频率控制

2.1.4 自动发电控制与经济调度

2.2 AGC控制性能评价

2.2.1 控制区AGC控制性能评价

2.2.2 AGC机组控制性能评价

2.3 小结

3 电池储能AGC控制性能评价标准设计原理

3.1 电池储能参与AGC的调节特性

3.1.1 电池储能的调节特性

3.1.2 电池储能的寿命特性

3.1.3 荷电状态对电池储能的调节能力约束

3.2 现有AGC机组控制性能评价标准适用性分析

3.2.1 电池储能与常规机组参与AGC的差异性

3.2.2 已有AGC机组控制性能评价标准应用于电池储能存在的问题分析

3.3 电池储能AGC控制性能评价标准设计原则

3.4 小结

4 电池储能AGC控制性能评价标准

4.1 评价标准设计思想

4.1.1 放宽控制性能对电池储能影响

4.1.2 提高调节速度对电池储能影响

4.2 电池储能AGC控制性能评价标准

4.2.1 评价标准的指标构成

4.2.2 评价标准指标设计

4.3 面向不同种类电池储能的指标参数设定

4.3.1 各类电池储能技术特点差异分析

4.3.2 相关评价指标整定依据

4.4 小结

5 仿真算例与结果分析

5.1 仿真内容设计

5.2 仿真系统搭建和寿命计算

5.2.1 仿真系统搭建

5.2.2 基于荷电状态的容量寿命损耗计算方法及验证

5.3 评价标准对不同控制性能区分度

5.4 评价标准对系统频率及电池储能影响

5.5 小结

结论

参 考 文 献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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