电加热固体储能单元的功率调节方法、装置、设备及介质与流程

本技术涉及电力系统自动发电控制，具体涉及电加热固体储能单元的功率调节方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、相关技术中，电加热固体储能参与火电机组自动发电控制调频的技术方案中，电加热固体储能通常被作为整体加热负荷进行控制，导致用于计划性蓄热的调峰负荷占用调频基准负荷的功率空间，使得电加热固体储能在自动发电控制指令上调或下调时缺乏双向调节裕度，无法充分响应电网频率波动需求。单纯依赖大分组投切方式进行功率调节时，由于调节步长过大，容易产生功率台阶现象，造成自动发电控制跟踪误差增大；当自动发电控制指令出现小幅波动时，大分组的频繁投切会显著增加开关设备动作次数，加速设备老化并缩短使用寿命。

技术实现思路

1、本技术提供了一种电加热固体储能单元的功率调节方法、装置、设备及介质，能够有效区分调频负荷与调峰负荷，提供双向调节裕度，减少功率台阶现象和设备磨损，同时优化可控硅工作点，提高自动发电控制跟踪精度和系统稳定性。

2、第一方面，本技术提供了一种电加热固体储能单元的功率调节方法，应用于电厂能源系统，所述方法包括：采集所述电厂能源系统的运行数据；基于所述运行数据，获取所述电加热固体储能单元的目标调频基准负荷功率，其中，所述目标调频基准负荷功率用于响应自动发电控制指令的粗调功率；基于所述目标调频基准负荷功率，确定所述电加热固体储能单元中加热分组的候选投切负荷组合，并基于所述候选投切负荷组合确定所述电加热固体储能单元的可控硅目标调节功率，其中，所述候选投切负荷组合包括多个，所述可控硅目标调节功率用于响应自动发电控制指令的补充调节功率，所述加热分组表征可独立投切、提供粗调功率的电加热单元组合；建立所述候选投切负荷组合的约束条件，并基于预设综合评价模型，从多个所述候选投切负荷组合中确定目标投切负荷组合；基于所述目标投切负荷组合，生成调节指令，并基于所述调节指令对所述电加热固体储能单元进行功率调节。

3、根据上述技术手段，通过加热分组的粗调与可控硅的精调结合，避免了单纯分组投切的调节精度低和设备寿命损耗，以及单纯可控硅调功的高成本与散热压力。由此，实现了电加热固体储能单元对自动发电控制指令的精准响应，提升了电厂能源系统整体的调频性能与运行经济性。

4、在一种可选的实施方式中，所述运行数据包括火电机组单元发电功率、飞轮储能单元输出功率和电加热固体储能单元加热功率，所述基于所述运行数据，获取所述电加热固体储能单元的目标调频基准负荷功率，包括：根据所述火电机组单元发电功率、所述飞轮储能单元输出功率和所述电加热固体储能单元加热功率，计算电厂能源系统的等效上网功率；对自动发电控制指令中的目标功率和所述等效上网功率的差值进行加权后，计算与调频基准负荷功率的差值，得到所述目标调频基准负荷功率。

5、根据上述技术手段，通过对电厂能源系统等效上网功率的精确计算、目标调频基准负荷功率的动态确定以及其允许范围的实时修正，为电加热固体储能单元参与电网调频提供了一种更为智能、精准且安全的功率调节策略，显著提升了电厂能源系统的调频性能和运行可靠性。

6、在一种可选的实施方式中，所述基于所述目标调频基准负荷功率，确定所述电加热固体储能单元中加热分组的候选投切负荷组合，并基于所述候选投切负荷组合确定所述电加热固体储能单元的可控硅目标调节功率，包括：生成满足所述目标调频基准负荷功率的候选投切负荷组合。计算所述候选投切负荷组合的功率值； 根据所述目标调频基准负荷功率和所述候选投切负荷组合的功率值，计算所述可控硅目标调节功率。

7、根据上述技术手段，通过将目标调频基准负荷功率与候选组合功率值进行差值计算，确定可控硅的目标调节功率，从而实现了粗调与细调的有效互补。这种计算逻辑确保了无论加热分组如何投切，可控硅都能通过动态调整自身输出，弥补分组投切带来的功率缺口，从而实现对目标调频基准负荷功率的精准跟踪，有效解决了单纯依靠分组投切导致的调节精度不足以及单纯依靠可控硅带来的设备成本与散热压力问题。

8、在一种可选的实施方式中，所述候选投切负荷组合的约束条件包括:所述电加热固体储能单元的可控硅调节范围约束、所述电加热固体储能单元的储热体状态约束、电厂能源系统的厂用电安全约束以及投切防抖约束，所述预设综合评价模型包括：，其中，为所述预设综合评价模型输出，为调频基准跟踪误差，，为目标调频基准负荷功率，为可控硅目标调节功率，为候选投切负荷组合的功率值；为调频基准跟踪误差的权重系数，为加热分组投切代价，用于表征本次投切数量、投切次数、动作间隔和寿命损耗，为加热分组投切代价的权重系数；为可控硅偏离中间工作区的代价；

9、，其中，为可控硅中间工作区下边界，为可控硅中间工作区上边界，为可控硅目标调节功率，为可控硅偏离中间工作区的代价的权重系数，为电加热固体储能单元中储热体状态惩罚项，为储热体状态惩罚项的权重系数；为电气安全惩罚项；为电气安全惩罚项的权重系数。

10、根据上述技术手段，能够从多个候选组合中筛选出综合性能最优的方案，不仅解决了单纯依靠经验规则调节带来的盲目性，还通过精细化的代价评估，实现了对电加热固体储能单元功率调节过程的全局优化，显著提升了系统在复杂工况下的调节能力与运行稳定性。

11、在一种可选的实施方式中，所述基于预设综合评价模型，从多个所述候选投切负荷组合中确定目标投切负荷组合，包括：基于所述预设综合评价模型，分别对每一个所述候选投切负荷组合进行评价，获取评价值；选取所述评价值中最小值对应的所述候选投切负荷组合，作为所述目标投切负荷组合。

12、根据上述技术手段，使得电加热固体储能单元在响应自动发电控制指令时，既能保证功率调节的精准度，又能兼顾设备运行的经济性与安全性，从而确保了功率调节的精准性，同时最大化了设备运行的效率和可靠性，避免了因单一指标优化而导致的潜在问题，例如频繁投切导致的设备损耗，或可控硅工作在非最佳区间导致的调节能力下降。

13、在一种可选的实施方式中，所述调节指令包括加热分组投切指令和可控硅精调指令，所述基于所述调节指令对所述电加热固体储能单元进行功率调节，包括：调节可控硅，和/或对所述电加热固体储能单元的加热分组进行投切，同时对所述可控硅进行调节，用于对功率偏差进行调节；其中，所述功率偏差用于表征自动发电控制指令中的目标功率和等效上网功率的差值。

14、根据上述技术手段，它不仅克服了单纯分组投切调节精度不足的缺点，也避免了单纯全容量可控硅调功成本高、散热压力大的问题，为电加热固体储能单元在电网调频应用中提供了高效、经济且可靠的功率调节手段。

15、在一种可选的实施方式中，所述可控硅调节范围约束包括：，其中，为可控硅目标调节功率，为可控硅调节的下限功率，为可控硅调节的上限功率；所述储热体状态约束包括：，其中，为候选投切负荷组合储热分区的最高温度，为储热分区的上限温度；，为温度梯度，为温度梯度上限；

16、，为剩余可吸热量，为本次候选组合对应的吸热需求；所述用电安全约束包括：

17、，

18、，

19、，其中，为候选投切负荷组合对应的母线负荷，为候选投切负荷组合对应的母线负荷上限，为变压器负载率，为变压器负载率上限，为支路电流，为支路电流上限；投切防抖约束包括：

20、，

21、，

22、，

23、其中，为第个分组保持当前状态的时间，为第个分组保持当前状态的时间下限，为距离上次动作的间隔时间，为距离上次动作的间隔时间下限，为设定时间窗内的投切次数，设定时间窗内的投切次数上限。

24、根据上述技术手段，使得电加热固体储能单元在执行功率调节时，不仅能够精准响应电网调频需求，还能在复杂多变的运行工况下，严格遵循设备运行的物理与电气边界，实现了调频性能与设备安全运行的深度平衡，从而提升了电厂能源系统参与电网调频的整体可靠性和经济性。

25、第二方面，本技术提供了一种电加热固体储能单元的功率调节装置，应用于电厂能源系统，所述装置包括：采集模块，用于采集所述电厂能源系统的运行数据；获取模块，用于基于所述运行数据，获取所述电加热固体储能单元的目标调频基准负荷功率，其中，所述目标调频基准负荷功率用于响应自动发电控制指令的粗调功率；确定模块，用于基于所述目标调频基准负荷功率，确定所述电加热固体储能单元中加热分组的候选投切负荷组合，并基于所述候选投切负荷组合确定所述电加热固体储能单元的可控硅目标调节功率，其中，所述候选投切负荷组合包括多个，所述可控硅目标调节功率用于响应自动发电控制指令的补充调节功率，所述加热分组表征可独立投切、提供阶梯式大功率粗调容量的电加热单元组合；建立模块，用于建立所述候选投切负荷组合的约束条件，并基于预设综合评价模型，从多个所述候选投切负荷组合中确定目标投切负荷组合；调节模块，用于基于所述目标投切负荷组合，生成调节指令，并基于所述调节指令对所述电加热固体储能单元进行功率调节。

26、第三方面，本技术提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的电加热固体储能单元的功率调节方法。

27、第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的电加热固体储能单元的功率调节方法。

28、第五方面，本技术提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的电加热固体储能单元的功率调节方法。