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专利号: 2023103958825
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2025-12-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑AGC指令随机特性的火‑储混合电站模拟方法,其特征在于,包括:根据目标调频电厂的实测数据,获取AGC指令的概率特性函数;其中,所述AGC指令的概率特性函数包括AGC指令的持续时间、间隔时间、调节速率和调节方向;所述AGC指令的概率特性函数具体包括:式中,Tc为AGC指令持续时间;b为瑞利分布参数;

式中,Tj为AGC指令间隔时间;q为AGC指令间隔时间为0的概率;α、β与γ为Versatile分布参数;

式中,v为AGC指令调节速率;μ、σ为对数分布参数;

d 1‑d

P(xAGC=d)=p(1‑p) ,d=0,1

式中,xAGC为表示AGC指令调节方向的随机变量,包括0和1两种取值,取值为1时表示AGC指令为升指令,取值为0时表示AGC指令为降指令;p为AGC指令为升指令的概率,p=1/2;

构建AGC跟踪性能评价指标;其中,所述AGC跟踪性能评价指标包括AGC指令跟踪成功概率和AGC指令跟踪偏差电量;所述AGC跟踪性能评价指标的计算方式为:式中,MPOST为POST指标的取值;POST指标为AGC指令跟踪成功概率;Pr{·}表示括号中事件发生的概率; 为火‑储混合电站在AGC指令i结束时刻Te,i的发电出力,其为火电机组出力与电池储能系统的充、放电功率之和;PAGC,i为AGC指令i的目标出力;N为评价周期内的AGC指令数;

式中,MDEIT为DEIT指标的取值;DEIT指标为AGC指令跟踪偏差电量;Ts,i为AGC指令i的开始时刻;Te,i为AGC指令i的结束时刻;Pd,t为火‑储混合电站在时段t的发电出力;

基于所述AGC指令的概率特性函数以及AGC跟踪性能评价指标,采用序贯蒙特卡洛模拟方法对火‑储混合电站的运行进行模拟,并求解得到模拟结果,具体包括:S3.1:设定最大模拟次数hmax,模拟次数索引h初始化为1;将评价指标POST与DEIT初始化为零;其中,POST代表AGC指令跟踪成功概率,DEIT代表AGC指令跟踪偏差电量;

S3.2:AGC指令索引i初始化为1,即令i=1;将电池储能系统BESS分为容量相等的两部分接入火电厂,假定第一部分BESS与第二部分BESS初始充、放电状态分别为放电状态与充电状态;第一部分BESS与第二部分BESS的SOC均初始化为0.5,即令SⅠ,t=0.5、SⅠI,t=0.5;

S3.3:根据AGC指令随机特性,随机生成AGC指令i的持续时间、间隔时间、调节速率和调节方向;

S3.4:若AGC指令调节方向为正,则控制处于放电状态的BESS辅助火电机组进行二次调频,火电机组发电出力表示为:式中,Pg,t为火电机组在时刻t的发电出力;i为AGC指令索引;Ts,i为AGC指令i的开始时刻;T1,i为火电机组在AGC指令周期i持续时间内跟踪上AGC指令目标出力的时刻;Ts,i+1为下一个AGC指令的下发时刻; 为火电机组在AGC指令i下发时刻的发电出力;PAGC,i为AGC指令i的目标出力;T2,i为火电机组在下一个AGC指令下发之前跟踪上AGC指令i目标出力的时刻;

vup为火电机组最大上爬坡速率;

BESS放电功率表示为:

式中, 为第一部分BESS在下一个AGC指令下发之前的放电功率; 为第一部分BESS在时刻t能提供的最大放电功率,其表示为:式中,Pdis为单位容量BESS额定放电功率;Ec为接入火电厂的BESS总容量;ηd为放电效率;△T为模拟时刻的长度;Smin为BESS荷电状态最小允许值;SⅠ,t为第一部分BESS在时刻t的荷电状态;

若AGC指令调节方向为负,则控制处于充电状态的BESS辅助火电机组进行二次调频,火电机组发电出力表示为:式中,vdown为火电机组最大下爬坡速率;

BESS充电功率表示为:

式中, 为第二部分BESS在下一个AGC指令下发之前的充电功率; 为第二部分BESS在时刻t能提供的最大充电功率,其表示为:式中,Pch为单位容量BESS额定充电功率;ηc为充电效率;Smax为荷电状态最大允许值;

SⅠI,t为第二部分BESS在时刻t的荷电状态;

S3.5:按下式更新第一部分BESS与第二部分BESS在AGC指令周期i内各时刻的SOC:式中,SⅠ,t‑1为第一部分BESS在前一时刻的荷电状态; 为第一部分BESS在前一时刻的放电功率;SⅠI,t‑1为第二部分BESS在前一时刻的荷电状态; 为第二部分BESS在前一时刻的充电功率;

判断AGC指令周期i内是否有BESS到达满充或满放状态,若有,则同时切换两部分BESS的充、放电状态;

S3.6:判断本次模拟是否已覆盖整个评价周期,若已覆盖,则执行S3.7,否则,令AGC指令索引i=i+1,执行S3.3;

S3.7:按照AGC跟踪性能评价指标的计算方式计算第h次模拟对应的评价指标POST与DEIT取值MPOST,h与MDEIT,h;接着,按下式分别更新评价指标POST、DEIT:S3.8:判断当前模拟次数是否到达最大模拟次数hmax,若达到,则结束模拟,输出模拟结果;否则,则令模拟次数h=h+1,跳转至S3.2,继续进行模拟。

2.一种考虑AGC指令随机特性的火‑储混合电站模拟装置,其特征在于,包括:函数获取模块,用于根据目标调频电厂的实测数据,获取AGC指令的概率特性函数;其中,所述AGC指令的概率特性函数包括AGC指令的持续时间、间隔时间、调节速率和调节方向;所述AGC指令的概率特性函数具体包括:式中,Tc为AGC指令持续时间;b为瑞利分布参数;

式中,Tj为AGC指令间隔时间;q为AGC指令间隔时间为0的概率;α、β与γ为Versatile分布参数;

式中,v为AGC指令调节速率;μ、σ为对数分布参数;

d 1‑d

P(xAGC=d)=p(1‑p) ,d=0,1

式中,xAGC为表示AGC指令调节方向的随机变量,包括0和1两种取值,取值为1时表示AGC指令为升指令,取值为0时表示AGC指令为降指令;p为AGC指令为升指令的概率,p=1/2;

指标构建模块,用于构建AGC跟踪性能评价指标;其中,所述AGC跟踪性能评价指标包括AGC指令跟踪成功概率和AGC指令跟踪偏差电量;所述AGC跟踪性能评价指标的计算方式为:式中,MPOST为POST指标的取值;POST指标为AGC指令跟踪成功概率;Pr{·}表示括号中事件发生的概率; 为火‑储混合电站在AGC指令i结束时刻Te,i的发电出力,其为火电机组出力与电池储能系统的充、放电功率之和;PAGC,i为AGC指令i的目标出力;N为评价周期内的AGC指令数;

式中,MDEIT为DEIT指标的取值;DEIT指标为AGC指令跟踪偏差电量;Ts,i为AGC指令i的开始时刻;Te,i为AGC指令i的结束时刻;Pd,t为火‑储混合电站在时段t的发电出力;

运行模拟模块,用于基于所述AGC指令的概率特性函数以及AGC跟踪性能评价指标,采用序贯蒙特卡洛模拟方法对火‑储混合电站的运行进行模拟,并求解得到模拟结果,具体包括:S3.1:设定最大模拟次数hmax,模拟次数索引h初始化为1;将评价指标POST与DEIT初始化为零;其中,POST代表AGC指令跟踪成功概率,DEIT代表AGC指令跟踪偏差电量;

S3.2:AGC指令索引i初始化为1,即令i=1;将电池储能系统BESS分为容量相等的两部分接入火电厂,假定第一部分BESS与第二部分BESS初始充、放电状态分别为放电状态与充电状态;第一部分BESS与第二部分BESS的SOC均初始化为0.5,即令SⅠ,t=0.5、SⅠI,t=0.5;

S3.3:根据AGC指令随机特性,随机生成AGC指令i的持续时间、间隔时间、调节速率和调节方向;

S3.4:若AGC指令调节方向为正,则控制处于放电状态的BESS辅助火电机组进行二次调频,火电机组发电出力表示为:式中,Pg,t为火电机组在时刻t的发电出力;i为AGC指令索引;Ts,i为AGC指令i的开始时刻;T1,i为火电机组在AGC指令周期i持续时间内跟踪上AGC指令目标出力的时刻;Ts,i+1为下一个AGC指令的下发时刻; 为火电机组在AGC指令i下发时刻的发电出力;PAGC,i为AGC指令i的目标出力;T2,i为火电机组在下一个AGC指令下发之前跟踪上AGC指令i目标出力的时刻;

vup为火电机组最大上爬坡速率;

BESS放电功率表示为:

式中, 为第一部分BESS在下一个AGC指令下发之前的放电功率; 为第一部分BESS在时刻t能提供的最大放电功率,其表示为:式中,Pdis为单位容量BESS额定放电功率;Ec为接入火电厂的BESS总容量;ηd为放电效率;△T为模拟时刻的长度;Smin为BESS荷电状态最小允许值;SⅠ,t为第一部分BESS在时刻t的荷电状态;

若AGC指令调节方向为负,则控制处于充电状态的BESS辅助火电机组进行二次调频,火电机组发电出力表示为:式中,vdown为火电机组最大下爬坡速率;

BESS充电功率表示为:

式中, 为第二部分BESS在下一个AGC指令下发之前的充电功率; 为第二部分BESS在时刻t能提供的最大充电功率,其表示为:式中,Pch为单位容量BESS额定充电功率;ηc为充电效率;Smax为荷电状态最大允许值;

SⅠI,t为第二部分BESS在时刻t的荷电状态;

S3.5:按下式更新第一部分BESS与第二部分BESS在AGC指令周期i内各时刻的SOC:式中,SⅠ,t‑1为第一部分BESS在前一时刻的荷电状态; 为第一部分BESS在前一时刻的放电功率;SⅠI,t‑1为第二部分BESS在前一时刻的荷电状态; 为第二部分BESS在前一时刻的充电功率;

判断AGC指令周期i内是否有BESS到达满充或满放状态,若有,则同时切换两部分BESS的充、放电状态;

S3.6:判断本次模拟是否已覆盖整个评价周期,若已覆盖,则执行S3.7,否则,令AGC指令索引i=i+1,执行S3.3;

S3.7:按照AGC跟踪性能评价指标的计算方式计算第h次模拟对应的评价指标POST与DEIT取值MPOST,h与MDEIT,h;接着,按下式分别更新评价指标POST、DEIT:S3.8:判断当前模拟次数是否到达最大模拟次数hmax,若达到,则结束模拟,输出模拟结果;否则,则令模拟次数h=h+1,跳转至S3.2,继续进行模拟。

3.一种终端设备,包括处理器和存储有计算机程序的存储器,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1所述的考虑AGC指令随机特性的火‑储混合电站模拟方法。

4.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的考虑AGC指令随机特性的火‑储混合电站模拟方法。