一种电网多层级辅助服务中的储能电站智能协同调控办法

技术特征：
1.一种电网多层级辅助服务中的储能电站智能协同调控办法，其特征在于，所述方法包括：s1：对多层级辅助服务需求与能力态势进行感知，所述多层级辅助服务需求与能力包括惯性响应、频率响应、自动发电控制的辅助服务需求数量以及电力系统所具备的调节能力；s2：构建大规模储能电站参与多层级辅助服务的月度—日前—日内三级协调优化调度模型，构建钒液流电池等效仿真模型及智能态势感知模型；s3：基于所述多层级辅助服务需求与能力态势的感知信息，根据月度—日前—日内三级协调优化调度模型与钒液流电池等效仿真模型以及智能态势感知模型，建立储能电站参与多层级辅助服务的智能协调优化目标函数；所述智能协调优化目标函数为：式中，c为总发电成本；n为机组总数；i表示第i台机组，i＝1，2，
…
，n；t为调度周期内的时刻总数；t表示第t时刻，t＝1，2，
…
，t；f
i,t
为第i台机组在第t时刻的燃料成本；为为第i台机组在第t时刻的启动成本，为第i台机组在第t时刻的停机成本；u
i,t
为第i台机组在第t时刻的状态参数，u
i,t-1
为第i台机组在第t-1时刻的状态参数，1表示开机状态，0表示停机状态；所述智能协调优化目标函数中燃料成本的计算方法为：f
i,t
＝a
i
p
i,t2
b
i
p
i,t
c
i
其中，p
i,t
为第i台机组在第t时刻输出的有功功率；a
i
、b
i
、c
i
为第i台机组燃料成本函数的系数；所述启动成本的计算公式如下：其中，为第i台机组的热启动成本，为第i台机组的冷启动成本；为第i台机组到第t时刻已连续停机的时间；t
id
为第i台机组的最小停机时间；t
icold
为第i台机组的冷启动时间；s4：根据所述智能协调优化目标函数的优化结果，制定储能电站参与多层级辅助服务的运行容量调整策略。2.根据权利要求1所述电网多层级辅助服务中的储能电站智能协同调控办法，其特征在于，所述感知惯性响应的辅助服务需求与能力态势的方法为：s1：基于频率估计法，结合电力系统转子运动方程计算惯性响应辅助服务最小需求；s2：根据物理与数据融合建模方法，基于电力系统受扰后的频率变化数据采用机器学习算法表征物理模型误差的关联关系，并对物理模型的惯性响应能力的计算结果进行修正；所述惯性响应能力的计算公式为：
其中e
sg
为机组转子动能的变化量，s
sg
为发电机的额定视在功率，ω
e,0
为电力系统额定频率对应的电角速度，h
sg
为同步发电机组在额定转速时单位容量所具有的动能，称为惯性时间常数；s3：对惯性响应的辅助服务需求与调节能力进行态势对比分析，利用数理统计方法，获得描述惯性响应辅助服务需求与能力态势的特征指标及不确定性程度指数。3.根据权利要求1所述电网多层级辅助服务中的储能电站智能协同调控办法，其特征在于，所述感知频率响应的辅助服务需求与能力态势的方法为：s1：基于电力系统最大单一故障容量，结合大扰动下频率稳定要求，计算电力系统频率响应辅助服务最小需求；s2：建立常规机组频率响应模型，基于实测数据利用大数据分析与挖掘方法计算常规机组动态频率响应能力，感知电力系统动态频率响应能力；所述频率响应能力的计算公式为：式中，β
i
为第i台机组的自然频率特性系数，d
i
为第i个负荷的阻尼系数，n
g
为电力系统内机组数量，n
d
为电力系统内负荷数量，β
sys
为电力系统频率响应能力总和；s3：对频率响应的辅助服务需求与调节能力进行态势对比分析，利用数理统计方法，获得描述频率响应需求与能力态势的特征指标及不确定性程度指数。4.根据权利要求1所述电网多层级辅助服务中的储能电站智能协同调控办法，其特征在于，所述感知自动发电控制的辅助服务需求与能力态势的方法为：s1：通过分析频率序列、ace序列和cps指标序列之间的内在关联，计算自动发电控制辅助服务需求；s2：依据电力系统在线机组情况及其爬坡能力，感知电力系统自动发电控制响应能力；s3：对自动发电控制辅助服务需求与调节能力进行态势对比分析，利用数理统计方法获得描述自动发电控制需求与能力态势的特征指标及不确定性程度指数。5.根据权利要求1所述电网多层级辅助服务中的储能电站智能协同调控办法，其特征在于，所述智能协调优化目标函数的约束条件包括：机组出力上下限约束：p
imin
u
i,t
≤p
i,t
≤p
imax
u
i,t
式中p
imax
、p
imin
分别为第i台机组的最大出力和最小出力；机组爬坡速率约束：式中分别为第i台机组的向上爬坡速率和向下爬坡速率；机组最小启停时间约束：
式中为第i台机组到第t时刻已连续运行的时间；t
iu
为第i台机组的最小运行时间；电力系统功率平衡约束：式中d
t
为第t时刻的系统总负荷；电力系统备用功率约束：式中r
t
为第t时刻系统需要满足的备用功率值。

技术总结
本发明公开了一种电网多层级辅助服务中的储能电站智能协同调控办法，所述方法包括：基于多重时间窗口宽度大数据分析与挖掘方法对多层级辅助服务需求与能力态势进行感知；构建大规模储能电站参与多层级辅助服务的月度—日前—日内三级协调优化调度模型，构建面向各层级辅助服务的钒液流电池等效仿真模型及智能态势感知模型；在各层级辅助服务预留调控空间内，基于储能电站态势感知信息，研究储能电站参与多层级辅助服务的智能协调优化控制策略。本发明能够实现以促进新能源消纳、提升电网运行安全指标并兼顾储能电站经济性为目标的储能资源全时间尺度智能调控，提高能源利用综合效益。利用综合效益。


技术研发人员：邹楠 韩波 李啸雨 石文江 阴晓光 宋明刚 宁才新 吴玉琼 韩芳冰 恒哲
受保护的技术使用者：中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司 国家电网有限公司
技术研发日：2020.12.21
技术公布日：2022/6/21