協調發電機組與儲能系統出力的方法、裝置及發電系統的製作方法
2023-05-16 10:09:56 2
專利名稱：協調發電機組與儲能系統出力的方法、裝置及發電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及電カ技術領域，特別涉及協調發電機組與儲能系統出力的方法、裝置及發電系統。
背景技術：
電カ系統包括電網、提供電能的發電機組以及各種用電設備。希望的是，發電機組所提供的電能與用電設備所消耗的電能實時平衡。為此，在發電機組的機端接入了儲能系統，以平衡發電機組所提供的電能與用電設備所消耗電能，提高整個電カ系統的穩定性。儲能系統接入電廠內發電機組的機端後，電廠內遠動終端(RTU)向外提供的總體 出力由原有的發電機組出力，變為發電機組與儲能系統的出力總和。也即，發電系統向外提供的總體出力由原有的發電機組出力，變為發電機組與儲能系統的出力總和。儲能系統接入後，如何實現發電機組的出力與儲能系統的出力的有效配合，協調發電機組的出力與儲能系統的出力，避免由於儲能系統的接入對原有發電機組出力控制系統的擾動成為亟需解決的問題。
發明內容
本發明實施例提供了一種協調發電機組與儲能系統出力的方法、裝置及發電系統，通過協調發電機組的出力與儲能系統出力，避免由於儲能系統的接入對原有發電機組出力控制系統的擾動，使發電系統的總體出力更好地滿足功率調度指令要求。同時，大幅度的降低發電機組對出力的頻繁調節，提高發電機組運行效率，降低機組磨損和設備故障率。一種協調發電機組與儲能系統出力的方法，用於發電系統中，所述發電系統包括用於產生出力的發電機組、用於配合發電機組運行的儲能系統；所述方法包括預先設置獨立於發電機組和儲能系統的機端出力調度裝置；所述機端出力調度裝置執行以下步驟檢測到功率調度指令更新後，根據發電機組和儲能系統各自的運行信息判斷發電機組和儲能系統當前各自的運行狀態是否正常，若判斷結果均為是，則從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號；根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令分別發送給發電機組和儲能系統，以使發電機組和儲能系統分別根據所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令中所指示的出力執行操作。其中，從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號的步驟包括提取功率調度指令更新時刻，獲取與該更新時刻對應的預定時間長度的負載均值指令，將所述負載均值指令所指示的出力作為當前的慢速指令信號；或者；對所述更新時刻的功率調度指令進行低通濾波，將濾波後獲得的出力作為當前的慢速指令信號。
其中，根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令的步驟包括將所述慢速指令信號中所指示的出力作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令。其中，所述方法還包括根據所述儲能系統的充電狀態計算儲能系統充電狀態修正量，所述儲能系統充電狀態修正量中包含儲能系統充電狀態修正出力；根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令的步驟包括計算所述慢速指令信號中所指示的出力與儲能系統充電狀態修正出力之和；將所述計算結果作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令。其中，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令的步驟包括
獲得發電機組出力指令中所指示的出力；計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組出力指令中所指示的出力之差;將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令。其中，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令的步驟包括獲得發電機組當前的實時出力；計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組當前的實時出力之差；將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令。一種協調發電機組與儲能系統出力的裝置，所述裝置包括運行狀態判斷單元，檢測到功率調度指令更新後，根據發電機組和儲能系統各自的運行信息判斷發電機組和儲能系統當前各自的運行狀態是否正常，若判斷結果均為是，則通知信號提取單元；信號提取單元，用於從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號；出力指令產生單元，用於根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令分別發送給發電機組和儲能系統，以使發電機組和儲能系統分別根據所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令中所指示的出力執行操作。其中，所述信號提取單元包括第一提取子單元，用於提取功率調度指令更新時刻，獲取與該更新時刻對應的預定時間長度的負載均值指令，將所述負載均值指令所指示的出力作為當前的慢速指令信號;或者；第二提取子單元，用於對所述更新時刻的功率調度指令進行低通濾波，將濾波後獲得的出力作為當前的慢速指令信號。其中，所述出力指令產生單元包括發電機組出力產生單元，用於根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，將所述發電機組出力指令傳送給發電機組；儲能系統出力產生單元，用於根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述儲能系統出力指令傳送給儲能系統。其中，發電機組出力產生單元包括
第一指令生成子單元，用於將所述慢速指令信號中所指示的出力作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令。其中，所述裝置還包括儲能系統充電狀態修正單元，用於根據所述儲能系統的充電狀態計算儲能系統充電狀態修正量，所述儲能系統充電狀態修正量中包含儲能系統充電狀態修正出力；所述發電機組出力產生單元包括第二指令生成子單元，計算所述慢速指令信號中所指示的出力與儲能系統充電狀態修正出力之和；將所述計算結果作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令；將所述發電機組出力指令傳送給發電機組。 其中，所述儲能系統出力產生單元包括第三指令生成子單元，用於獲得發電機組出力指令中所指示的出力；計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組出力指令中所指示的出力之差；將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令；或者，第四指令生成子單元，用於獲得發電機組當前的實時出力；計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組當前的實時出力之差；將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令。—種發電系統，包括用於產生出力的發電機組、用於測量發電機組出力的第一出力測量裝置，用於配合發電機組運行的儲能系統，用於測量儲能系統出力的第二出力測量裝置，用於將發電機組出力和儲能系統出力之後進行上報的合併處理設備，以及用於協調發電機組與儲能系統處理的機端出力調度裝置；其中，所述機端出力調度裝置，檢測到功率調度指令更新後，根據發電機組和儲能系統各自的運行信息判斷發電機組和儲能系統當前各自的運行狀態是否正常，若判斷結果均為是，則從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號；根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令分別發送給發電機組和儲能系統；所述發電機組包括發電機組處理單元，在接收到來自機端出力調度裝置的發電機組出力指令後，將所述發電機組出力指令進行機爐協調控制後傳送給爐機執行機構；爐機執行機構，根據所述發電機組出力指令中所指示的出力執行操作；所述儲能系統包括儲能系統處理單元，在接收到來自機端出力調度裝置的儲能系統出力指令後，將所述儲能系統出力指令傳送給儲能執行機構；儲能執行機構，根據所述儲能系統當前的出力指令中所指示的出力執行操作；所述第一出力測量裝置，用於測量所述發電機組的爐機執行機構產生的出力，將測量結果上報給合併處理設備；所述第二出力測量裝置，用於測量所述儲能系統的儲能執行機構產生的出力，將測量結果上報給合併處理設備；合併處理設備，分別接收來自第一出力測量裝置和第二測量裝置的測量結果，對所述測量結果進行合併處理，獲得發電系統的總體出力信號，將所述總體出力信號上傳至電網。其中，所述機端出力調度裝置，還用於根據所述儲能系統的充電狀態計算儲能系統充電狀態修正量，所述儲能系統充電狀態修正量中包含儲能系統充電狀態修正出力；則根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令具體為計算所述慢速指令信號中所指示的出力與儲能系統充電狀態修正出力之和；將所述計算結果作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令。其中，所述合併處理設備為遠動終端，或者，所述合併處理設備包括合併設備，用於分別接收來自第一出力測量裝置和第二測量裝置的測量結果，對所述測量結果進行合併處理，獲得發電系統的總體出力信號，將所述總體出力信號上傳至 遠動終端；遠動終端，用於將所述總體出力信號上傳至電網。應用本發明實施例提供的方法、裝置及發電系統，通過新增加的機端出力調度裝置來協調發電機組與儲能系統的出力，避免了由於儲能系統的接入對原有發電機組出力控制系統的擾動，保證了對發電系統總體出力的有效和合理控制，使發電系統的總體出力更好地滿足功率調度指令要求。並且，降低了發電機組頻繁響應功率調度指令時帶來的發電機組設備磨損，能量消耗和溫室氣體排放等問題，提高了傳統發電機組運行的經濟性和環保性。通過計算儲能系統充電狀態修正量，實現了對儲能系統的充放電運行區間的有效管理，使得儲能系統可靠保持在正常運行區間內，有效避免了儲能系統的過充和過放，不但提高了儲能系統的利用率，而且提高了儲能系統的使用壽命。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是根據本發明一實施例的協調發電機組與儲能系統出力的方法流程圖；圖2是生成儲能系統充電狀態修正量的邏輯示意圖；圖3是根據本發明一實施例的協調發電機組與儲能系統出力的裝置邏輯結構示意圖；圖4是根據本發明一實施例的發電系統的機構圖；圖5a是儲能系統接入發電機組的一種可能的結構示意圖；圖5b是儲能系統接入發電機組的另一種可能的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。儲能系統接入後，需要對發電機組與儲能系統總體出力進行協調控制，以避免由於儲能系統的接入對原有發電機組出力控制系統的擾動，使發電系統的總體出力更好地滿足功率調度指令要求。下面以自動發電量控制(AGC,Automatic Generation Control)為例，對本發明再做進一步詳細說明。傳統發電機組表現為一個可持續提供能量輸出、允許大範圍出力調整的慢速、低精度電源。而儲能系統則表現為一個快速精確的有限電源，同時儲能系統所能持續輸出和吸收的能量受到儲能系統容量的限制，無法長時間持續。正是由於發電機組和儲能系統在AGC指令響應過程中所具有的這種完全不同的特性，決定了兩者可以通過協調運行，充分發揮各自優勢，從而提供更好的AGC指令響應性能。本發明中，通過增加機端出力調度裝置，監控發電機組與儲能系統運行狀態和出 力，並基於所監控的信息對AGC指令進行分解，產生慢速指令信號，與在慢速信號上疊加的波動信，分別作為發電機組和儲能系統的出力指令。下層發電機組原有出力控制器與儲能系統出力控制器則接收上述出力指令，並實際控制各自執行機構，跟隨各自所接收到出力指令。下面結合附圖及具體實施例再做詳細說明。參見圖1，其是根據本發明一實施例的協調發電機組與儲能系統出力的方法流程圖，本實施例用於發電系統中，所述發電系統包括用於產生出力的發電機組、用於配合發電機組運行的儲能系統；所述方法包括預先設置獨立於發電機組和儲能系統的機端出力調度裝置；所述機端出力調度裝置執行以下步驟步驟101，檢測到功率調度指令如AGC指令更新後，根據發電機組和儲能系統各自的運行信息判斷發電機組和儲能系統當前各自的運行狀態是否正常，若判斷結果均為是，則步驟102，從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號；需要說明的是，電網AGC調度指令本質上是通過調整發電側出力，使其與負載側波動實時平衡，從而保證電網頻率和有功潮流的穩定。因此由負荷變化特徵決定，AGC調度指令表現為慢速指令信號，與在此信號基礎上的波動信號相疊加特徵，其中波動信號等於AGC調度指令與慢速信號的差，其可稱之為快速信號。根據不同電網負荷特性與調度方式的不同，慢速指令信號對應於電網5 15min用電負荷的上升或下降需求，快速信號則對應於分鐘內的負荷快速波動和實時潮流控制需求。其中，從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號的方法至少有兩種一種是，提取功率調度指令更新時刻，獲取與該更新時刻對應的預定時間長度的負載均值指令，將所述負載均值指令所指示的出力作為當前的慢速指令信號；另一種是，對所述更新時刻的功率調度指令進行低通濾波，將濾波後獲得的出力作為當前的慢速指令信號。本發明只是示意性的說明如何提取慢速信號，並不對提取慢速指令信號的方法做限定，任何可能的提取方法都可以應用於本發明。
步驟103，根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令分別發送給發電機組和儲能系統，以使發電機組和儲能系統分別根據所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令中所指示的出力執行操作。其中，根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令的步驟包括將所述慢速指令信號中所指示的出力作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令。其中，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令的方式至少有以下兩種一種是，獲得發電機組出力指令中所指示的出力；計算所述AGC指令中所指示的出力與所述發電機組出力指令中所指示的出力之差；將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令。該方法相當於一個開環控制模式，儲能系統不補償發電機組響應自身指令過程中的誤差，操作簡便，控制方式簡單； 另一種是，獲得發電機組當前的實時出力；計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組當前的實時出力之差；將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令。該方法表現為一個閉環控制模式，儲能系統補償發電機組響應自身指令過程中的誤差。因此，該方法對功率調度指令如AGC指令的響應效果更好。至此，通過新增加的機端出力調度裝置來協調發電機組與儲能系統的出力，避免了由於儲能系統的接入對原有發電機組出力控制系統的擾動，並且，使發電系統的總體出力更好地滿足功率調度指令要求。同時，大幅度的降低發電機組對出力的頻繁調節，提高發電機組運行效率，降低機組磨損和設備故障率。當然，在圖I所示實施例的步驟101之前，還可以先判斷是否投運AGC方式，若已投運AGC方式，且發電機組和儲能系統均正常運行，則進入步驟102 ;若已投運AGC方式，但僅發電機組正常運行，儲能系統未運行，則按照現有的方式進行運行，即發電機組接收功率調度指令如AGC指令，監測發電機組出力信號，控制發電機組跟隨AGC指令；若非投運AGC方式，則跳出當前控制方式。需要說明的是，圖I所示方法還可以包括根據所述儲能系統的充電狀態計算儲能系統充電狀態修正量，所述儲能系統充電狀態修正量中包含儲能系統充電狀態修正出力。所謂儲能系統的充電狀態，是指儲能系統內電池內存存儲能量佔電池內存總存儲能量的百分比。由於儲能系統可提供的能量存儲容量有限，當儲能系統滿充狀態下無法提供進一步的充電能力，反之儲能系統處於滿放狀態下無法提供進一步的放電能力。當儲能系統充電狀態高於設定目標運行狀態，則修正方向為正；反之，當儲能系統充電狀態低於設定目標，則修正方向為負。儲能系統充電狀態的目標區間根據不同儲能系統，可以選擇不同的目標區間，例如(30% 70% )或(0% 30% )等。參見圖2，其是生成儲能系統充電狀態修正量的邏輯示意圖。具體為，將儲能系統目標運行充電狀態信號與儲能系統實際充電狀態反饋信號進行合併做差處理，將差值信號經比例積分(PI)控制器輸出，該輸出值即為儲能系統充電狀態修正量。通常，需要實時控制儲能系統的充電狀態處於合理的可用區間，例如，控制儲能系統處於50%充電狀態附近。當儲能系統充放電狀態高於目標值，例如高於50%，則輸出正向修正指令，設定發電機組出力指令的正向偏差；反之，則輸出負向修正指令，設定發電機組出力指令的負向偏差。通過上述對發電機組出力偏差方向和幅值的主動調節，實現對儲能系統充電狀態的有效補償和控制。在計算儲能系統充電狀態修正量的情況下，根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令的步驟包括計算所述慢速指令信號中所指示的出力與儲能系統充電狀態修正出力之和；將所述計算結果作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令。從儲能系統運行壽命考慮，需要對儲能系統的充放電運行區間進行有效管理，通過計算儲能系統充電狀態修正量，可以使得儲能系統可靠保持在正常運行區間內，有效避免了儲能系統的過充和過放，不但提高了儲能系統的利用率，而且提高了儲能系統的使用壽命。
本發明實施例還提供了一種協調發電機組與儲能系統出力的裝置，參見圖3，所述裝置包括運行狀態判斷單元301，檢測到功率調度指令更新後，根據發電機組和儲能系統各自的運行信息判斷發電機組和儲能系統當前各自的運行狀態是否正常，若判斷結果均為是，則通知信號提取單元；信號提取單元302，用於從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號;出力指令產生單元303，用於根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令分別發送給發電機組和儲能系統，以使發電機組和儲能系統分別根據所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令中所指示的出力執行操作。其中，所述信號提取單元包括第一提取子單元(圖未示)，用於提取功率調度指令更新時刻，獲取與該更新時刻對應的預定時間長度的負載均值指令，將所述負載均值指令所指示的出力作為當前的慢速指令信號；或者；第二提取子單元(圖未示)，用於對所述更新時刻的功率調度指令進行低通濾波，將濾波後獲得的出力作為當前的慢速指令信號。其中，所述出力指令產生單元可以包括發電機組出力產生單元(圖未示)，用於根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，將所述發電機組出力指令傳送給發電機組；儲能系統出力產生單元(圖未示)，用於根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述儲能系統出力指令傳送給儲能系統。其中，發電機組出力產生單元可以包括第一指令生成子單元(圖未示)，用於將所述慢速指令信號中所指示的出力作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令。其中，如果所述裝置還包括儲能系統充電狀態修正單元(圖未示)，用於根據所述儲能系統的充電狀態計算儲能系統充電狀態修正量，所述儲能系統充電狀態修正量中包含儲能系統充電狀態修正出力；
則所述發電機組出力產生單元可以包括第二指令生成子單元(圖未示)，計算所述慢速指令信號中所指示的出力與儲能系統充電狀態修正出力之和；將所述計算結果作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令；將所述發電機組出力指令傳送給發電機組。其中所述儲能系統出力產生單元可以包括第三指令生成子單元(圖未示)，用於獲得發電機組出力指令中所指示的出力；計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組出力指令中所指示的出力之差；將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令；或者，
第四指令生成子單元(圖未示)，用於獲得發電機組當前的實時出力；計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組當前的實時出力之差；將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令。應用本發明實施例提供的裝置，通過協調發電機組與儲能系統的出力，避免了由於儲能系統的接入對原有發電機組出力控制系統的擾動，並且，使發電系統的總體出力更好地滿足功率調度指令要求。同時，大幅度的降低發電機組對出力的頻繁調節，提高發電機組運行效率，降低機組磨損和設備故障率。本發明實施例還提供了一種發電系統，參見圖4，包括用於產生出力的發電機組410、用於測量發電機組出力的第一出力測量裝置420，用於配合發電機組運行的儲能系統430，用於測量儲能系統出力的第二出力測量裝置440，用於將發電機組出力和儲能系統出力之後進行上報的合併處理設備450，以及用於協調發電機組與儲能系統處理的機端出力調度裝置460 ;其中，所述機端出力調度裝置460，檢測到功率調度指令更新後，根據發電機組和儲能系統各自的運行信息判斷發電機組和儲能系統當前各自的運行狀態是否正常，若判斷結果均為是，則從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號；根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令分別發送給發電機組和儲能系統；所述發電機組410包括發電機組處理單元411，在接收到來自機端出力調度裝置的發電機組出力指令後，將所述發電機組出力指令進行機爐協調控制後傳送給爐機執行機構；爐機執行機構412，根據所述發電機組出力指令中所指示的出力執行操作；所述儲能系統430包括儲能系統處理單元431，在接收到來自機端出力調度裝置的儲能系統出力指令後，將所述儲能系統出力指令傳送給儲能執行機構；儲能執行機構432，根據所述儲能系統當前的出力指令中所指示的出力執行操作；所述第一出力測量裝置420，用於測量所述發電機組的爐機執行機構產生的出力，將測量結果上報給合併處理設備；所述第二出力測量裝置440，用於測量所述儲能系統的儲能執行機構產生的出力，將測量結果上報給合併處理設備；
合併處理設備450，分別接收來自第一出力測量裝置和第二測量裝置的測量結果，對所述測量結果進行合併處理，獲得發電系統的總體出力信號，將所述總體出力信號上傳至電網。其中，所述機端出力調度裝置460，還用於根據所述儲能系統的充電狀態計算儲能系統充電狀態修正量，所述儲能系統充電狀態修正量中包含儲能系統充電狀態修正出力；則根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令具體為計算所述慢速指令信號中所指示的出力與儲能系統充電狀態修正出力之和；將所述計算結果作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令。其中，所述機端出力調度裝置460根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令的方法可以是獲得發電機組出力指令中所指示的出力；計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組出力指令中所指示的出力之差；將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令；或者，可以是獲得發電機組當前的實時出力；計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組當前的實時出力之差；將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令。
其中，所述合併處理設備可以是遠動終端(RTU)，則由遠動終端(RTU)分別接收來自第一出力測量裝置和第二測量裝置的測量結果，對所述測量結果進行合併處理，獲得發電系統的總體出力信號，將所述總體出力信號上傳至電網；或者，所述合併處理設備包括合併設備以及遠動終端，此時，合併設備，用於分別接收來自第一出力測量裝置和第二測量裝置的測量結果，對所述測量結果進行合併處理，獲得發電系統的總體出力信號，將所述總體出力信號上傳至遠動終端；例如，合併設備可以是變送器等硬體設備，這樣通過變送器環節實現信號合併，即通過硬體方式實現機組出力與儲能系統出力信號的疊加合併，但其計算原理與軟體實現是完全一樣的。遠動終端，用於將所述總體出力信號上傳至電網。由圖4所示實施例可知，儲能系統接收機端出力調度裝置輸出儲能出力指令，監測儲能系統運行狀態，控制儲能系統實際出力跟隨接收到的出力指令。發電機組接收機端出力調度裝置輸出機組出力指令，監測發電機組出力信號，控制發電機組出力跟隨接收到的機組出力指令。合併處理設備如RTU設備同時接收發電機組和儲能系統出力信號，並對出力進行合併後作為機端系統出力信號反饋給電網調度系統。機端出力調度裝置接收電網功率調度指令，並監控發電機組與儲能系統狀態，提取功率調度指令中的慢速信號，根據所述慢速信號生成發電機組出力指令，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令。由此，應用本發明實施例提供的發電系統，通過新增加機端出力調度裝置的協調發電機組與儲能系統的出力，避免了由於儲能系統的接入對原有發電機組出力控制系統的擾動，並且，使發電系統的總體出力更好地滿足功率調度指令要求。同時，大幅度的降低發電機組對出力的頻繁調節，提高發電機組運行效率，降低機組磨損和設備故障率。需要說明的是，對於上述所有實施例，發電機組在實際應用中可以是火電機組、水電機組、風力發電機組、或燃氣輪機組等。需要說明的是，對於上述所有實施例，功率調度指令的應用可以應用在AGC應用、調頻應用、風力發電機組輸出功率平滑應用、機組出力誤差補償應用、或旋轉備份應用等各種有功功率和無功功率調度類應用中。需要說明的是，本申請並不對儲能系統的接入位置做限定，任何可能的接入位置都可以應用於本申請中。對於上述所有實施例，儲能系統在實際應用中的接入點可以是在發電機出線端封閉母線到升壓變壓器低壓側之間所有滿足容量需求的可行接入點，包括發電機機端母線、高廠變高壓側、勵磁變高壓側、主變壓器低壓側等，還可以是升壓變壓器高壓側到電廠變電站內滿足容量需求的可行接入點。此外，儲能系統在實際應用中的接入點還可以是高廠變低壓側，該方案由於不需要打開發電機機端封閉母線，降低了儲能系統測量單元的安裝困難和施工成本，但同時儲能系統容量會受到高廠變剩餘容量的限制。如圖5a所示連接方式，儲能系統接入點為主變壓器低壓側，且直接接於母線上；圖5b所示連接方式中，儲能系統接入點為高廠變低壓側，未直接連接到母線上。需要說明的是，所述儲能系統可以為基於可編程邏輯控制器(PLC，ProgrammableLogic Controller,)、個人電腦(PC)或其他可編程控制器平臺；需要說明的是，所述儲能系統與發電機組出力控制系統的通訊可以通過各種通訊光纖連接，也可通過輸入輸出控制電纜連接。需要說明的是，對於上述所有實施例，並不限定發電機組與儲能系統的個數，例如單臺發電機組與單一儲能系統協調運行，多臺發電機組與單一儲能系統協調運行，單臺發電機組與多套儲能系統協調運行，或多臺發電機組與多套儲能系統協調運行。在不同的配置方案中，僅需將所有發電機組作為組合運行，儲能系統作為統一組合運行，均可適用於本發明所述控制系統和方法。需要說明的是，所述儲能系統充電狀態修正指令的控制方法可以採用PI反饋控制，也可以採用其他可行的控制方法，例如帶死區的Bang-Bang控制等，在此，並不限定具體的控制方法，任何可行的控制方法都可以應用於本申請中。需要說明的是，所述慢速信號的提取方法可以採用預定時間平均值方法、低通濾波方法，也可以採用其他方式獲得對應的慢速信號，例如採用電網日前15min計劃作為慢
速信號。對於裝置和發電系統實施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備
所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個......」限定的要素，並不排
除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施方式中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體來完成，所述的程序可以存儲於計算機可讀取存儲介質中， 這裡所稱得的存儲介質，如R0M/RAM、磁碟、光碟等。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護範圍內。·
權利要求
1.一種協調發電機組與儲能系統出力的方法，其特徵在於，用於發電系統中，所述發電系統包括用於產生出力的發電機組、用於配合發電機組運行的儲能系統；所述方法包括預先設置獨立於發電機組和儲能系統的機端出力調度裝置；所述機端出力調度裝置執行以下步驟 檢測到功率調度指令更新後，根據發電機組和儲能系統各自的運行信息判斷發電機組和儲能系統當前各自的運行狀態是否正常，若判斷結果均為是，則 從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號； 根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令分別發送給發電機組和儲能系統，以使發電機組和儲能系統分別根據所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令中所指示的出力執行操作。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在幹，從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號的步驟包括 提取功率調度指令更新時刻，獲取與該更新時刻對應的預定時間長度的負載均值指令，將所述負載均值指令所指示的出力作為當前的慢速指令信號； 或者； 對所述更新時刻的功率調度指令進行低通濾波，將濾波後獲得的出力作為當前的慢速指令信號。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令的步驟包括 將所述慢速指令信號中所指示的出力作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括根據所述儲能系統的充電狀態計算儲能系統充電狀態修正量，所述儲能系統充電狀態修正量中包含儲能系統充電狀態修正出力； 根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令的步驟包括 計算所述慢速指令信號中所指示的出力與儲能系統充電狀態修正出力之和； 將所述計算結果作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令的步驟包括 獲得發電機組出力指令中所指示的出力； 計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組出力指令中所指示的出力之差; 將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令。
6.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令的步驟包括 獲得發電機組當前的實時出力； 計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組當前的實時出力之差； 將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令。
7.一種協調發電機組與儲能系統出力的裝置，其特徵在於，所述裝置包括 運行狀態判斷単元，檢測到功率調度指令更新後，根據發電機組和儲能系統各自的運行信息判斷發電機組和儲能系統當前各自的運行狀態是否正常，若判斷結果均為是，則通知信號提取單元； 信號提取單元，用於從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號； 出力指令產生單元，用於根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令分別發送給發電機組和儲能系統，以使發電機組和儲能系統分別根據所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令中所指示的出力執行操作。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述信號提取單元包括 第一提取子単元，用於提取功率調度指令更新時刻，獲取與該更新時刻對應的預定時間長度的負載均值指令，將所述負載均值指令所指示的出力作為當前的慢速指令信號； 或者； 第二提取子単元，用於對所述更新時刻的功率調度指令進行低通濾波，將濾波後獲得的出力作為當前的慢速指令信號。
9.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述出力指令產生單元包括 發電機組出力產生單元，用於根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，將所述發電機組出力指令傳送給發電機組； 儲能系統出力產生單元，用於根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述儲能系統出力指令傳送給儲能系統。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，發電機組出力產生單元包括 第一指令生成子単元，用於將所述慢速指令信號中所指示的出力作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令。
11.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括 儲能系統充電狀態修正単元，用於根據所述儲能系統的充電狀態計算儲能系統充電狀態修正量，所述儲能系統充電狀態修正量中包含儲能系統充電狀態修正出力； 所述發電機組出力產生單元包括 第二指令生成子単元，計算所述慢速指令信號中所指示的出力與儲能系統充電狀態修正出力之和；將所述計算結果作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令；將所述發電機組出力指令傳送給發電機組。
12.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述儲能系統出力產生單元包括 第三指令生成子単元，用於獲得發電機組出力指令中所指示的出力；計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組出力指令中所指示的出力之差；將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令； 或者， 第四指令生成子単元，用於獲得發電機組當前的實時出力；計算所述功率調度指令中所指示的出力與所述發電機組當前的實時出力之差；將所述計算結果作為儲能系統出力指令所指示的出力，生成儲能系統出力指令。
13.ー種發電系統，其特徵在於，包括用於產生出力的發電機組、用於測量發電機組出力的第一出力測量裝置，用於配合發電機組運行的儲能系統，用於測量儲能系統出力的第二出力測量裝置，用於將發電機組出力和儲能系統出力之後進行上報的合併處理設備，以及用於協調發電機組與儲能系統處理的機端出力調度裝置；其中， 所述機端出力調度裝置，檢測到功率調度指令更新後，根據發電機組和儲能系統各自的運行信息判斷發電機組和儲能系統當前各自的運行狀態是否正常，若判斷結果均為是，則從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號；根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令分別發送給發電機組和儲能系統； 所述發電機組包括 發電機組處理単元，在接收到來自機端出力調度裝置的發電機組出力指令後，將所述發電機組出力指令進行機爐協調控制後傳送給爐機執行機構； 爐機執行機構，根據所述發電機組出力指令中所指示的出力執行操作； 所述儲能系統包括 儲能系統處理単元，在接收到來自機端出力調度裝置的儲能系統出力指令後，將所述儲能系統出力指令傳送給儲能執行機構； 儲能執行機構，根據所述儲能系統當前的出力指令中所指示的出力執行操作； 所述第一出力測量裝置，用於測量所述發電機組的爐機執行機構產生的出力，將測量結果上報給合併處理設備； 所述第二出力測量裝置，用於測量所述儲能系統的儲能執行機構產生的出力，將測量結果上報給合併處理設備； 合併處理設備，分別接收來自第一出力測量裝置和第二測量裝置的測量結果，對所述測量結果進行合併處理，獲得發電系統的總體出力信號，將所述總體出力信號上傳至電網。
14.根據權利要求13所述的發電系統，其特徵在於，所述機端出力調度裝置，還用於根據所述儲能系統的充電狀態計算儲能系統充電狀態修正量，所述儲能系統充電狀態修正量中包含儲能系統充電狀態修正出力；則根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令具體為計算所述慢速指令信號中所指示的出力與儲能系統充電狀態修正出力之和；將所述計算結果作為發電機組出力指令所指示的出力，生成發電機組出力指令。
15.根據權利要求13所述的發電系統，其特徵在幹， 所述合併處理設備為遠動終端，或者， 所述合併處理設備包括 合併設備，用於分別接收來自第一出力測量裝置和第二測量裝置的測量結果，對所述測量結果進行合併處理，獲得發電系統的總體出力信號，將所述總體出力信號上傳至遠動終端； 遠動終端，用於將所述總體出力信號上傳至電網。
全文摘要
本發明公開了一種協調發電機組與儲能系統出力的方法、裝置及發電系統，所述方法包括檢測到功率調度指令更新後，根據發電機組和儲能系統各自的運行信息判斷發電機組和儲能系統當前各自的運行狀態是否正常，若判斷結果均為是，則從所述當前更新的功率調度指令中提取出慢速指令信號；根據所述慢速指令信號生成發電機組出力指令，根據所述功率調度指令生成儲能系統出力指令，將所述發電機組出力指令和儲能系統出力指令分別發送給發電機組和儲能系統。應用本發明避免了由於儲能系統的接入對原有發電機組出力控制系統的擾動，保證了對發電系統總體出力的有效和合理控制，使發電系統的總體出力更好地滿足功率調度指令要求。
文檔編號H02J3/28GK102820674SQ20121015507
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者薛飛, 王澍, 牟鏐峰 申請人:北京睿能世紀科技有限公司