一种储能电站电网支撑能力在线评价方法和系统与流程



1.本发明涉及储能系统的运行与评价技术领域,具体涉及一种储能电站电网支撑能力在线评价方法和系统。


背景技术:



2.为降低或中和碳排放量,风电、光伏发电等新能源将逐步取代传统化石能源,占据电力系统的重要地位。由于新能源出力的波动性、间歇性,且往往通过电力电子设备接入,高比例新能源电力系统的转动惯量持续减少,维持电力电量平衡和抵御故障的能力降低,给系统安全性、灵活性和支撑能力带来巨大挑战,新能源消纳与系统安全稳定问题日益凸显。
3.以电化学储能为代表的新型储能具备快速双向灵活调节能力,是增加电力系统灵活调节资源、提升安全稳定水平的有效手段,并在平滑新能源出力、削峰填谷、跟踪发电计划及备用电源等方面得到初步应用。大力发展储能技术以提高新能源消纳和系统安全稳定水平已成为国内外主流趋势和研究热点,新能源配储能已成为主流趋势。
4.目前新能源场站涉网性能多通过并网前测试进行评价,缺少对储能电站涉网特性的在线监测手段,现场测试工况多,成本高,周期长。其次,储能发挥的作用、对电网支持效果缺少在线监测计算方法,储能场站间电网支撑性能缺少比较依据,无法对储能的配置,以及与新能源的协同优化运行形成有效的闭环反馈。


技术实现要素:



5.为了解决目前储能电站缺少电网支撑能力在线监测手段和方法以及储能场站间的电网支撑性能缺少比较依据的问题,本发明提出了一种储能电站电网支撑能力的在线评价方法,所述在线评价方法包括:
6.利用安装于储能电站的评价终端获取储能电站的ems系统和pmu子站的运行数据;
7.所述评价终端基于所述运行数据对储能电站的监测指标进行计算,并发送计算结果。
8.优选的,所述监测指标包括能效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标。
9.优选的,基于所述运行数据对各储能电站的监测指标进行计算包括:
10.基于所述运行数据利用能效评价指标计算式计算所述能效评价指标,其中所述运行数据包括下述一个或多个:累计放电量、累计充电量、利用小时数、统计周期小时数和统计周期天数。
11.优选的,所述能效评价指标计算式如下式所示:
[0012][0013]
式中,η表示循环效率,a表示放电量,b表示充电量,k表示利用小时数,p0表示额定功率,c表示利用率,x表示利用小时数,y表示统计周期小时数,m表示等效循环次数,r表示额定容量,ε表示等效循环系数,d表示统计周期天数。
[0014]
基于同一发明思路,本发明还提出一种储能电站电网支撑能力的评价终端,其特征在于,所述评价终端包括采集模块和计算模块;
[0015]
所述采集模块分别与储能电站的ems系统和pmu子站连接,用于获取所述ems系统和pmu子站的运行数据,并将所述运行数据传输至所述计算模块;
[0016]
所述计算模块用于基于所述运行数据对储能电站的监测指标进行计算。
[0017]
优选的,所述计算模块包括能效指标计算子模块、惯量响应指标计算子模块、一次调频指标计算子模块、agc指标计算子模块和avc指标计算子模块;
[0018]
所述能效指标计算子模块用于对储能电站的能效评价指标进行计算;
[0019]
所述惯量响应指标计算子模块用于对储能电站的惯量响应评价指标进行计算;
[0020]
所述一次调频指标计算子模块用于对储能电站的一次调频评价指标进行计算;
[0021]
所述agc指标计算子模块用于对储能电站的agc评价指标进行计算;
[0022]
所述avc指标计算子模块用于对储能电站的avc评价指标进行计算。
[0023]
优选的,所述评价终端还包括存储模块和输出模块;所述存储模块分别与所述采集模块和计算模块连接,用于存储所述运行数据和所述计算模块的计算结果;所述输出模块分别与所述存储模块和计算模块连接,用于发送计算结果。
[0024]
基于同一发明思路,本发明还提出一种储能电站电网支撑能力的在线评价方法,其特征在于,所述在线评价方法包括:
[0025]
利用云平台获取各储能电站的ems系统和pmu子站的运行数据以及各评价终端的监测指标的计算结果;
[0026]
利用云平台基于所述运行数据和计算结果对区域的电网支撑能力进行评估;
[0027]
其中,所述电网支撑能力包括能效性能、惯量响应性能、一次调频性能、agc性能和avc性能。
[0028]
优选的,基于所述运行数据对区域的电网支撑能力进行评估包括:
[0029]
基于所述运行数据利用区域能效评价指标计算式计算区域的能效评价指标,其中所述运行数据包括下述中的一个或多个:累计放电量、累计充电量、利用小时数、统计周期小时数和统计周期天数。
[0030]
优选的,所述区域能效评价指标计算式如下式所示:
[0031][0032]
式中,η

表示区域循环效率,a

表示区域内多个储能电站的放电量总和,b表示区域内多个储能电站的充电量总和,k’表示区域利用小时数,p0′
表示区域内多个储能电站的额定功率总和,c

表示区域利用率,x

表示区域利用小时数,y

表示统计周期小时数,m

表示区域等效循环次数,r

表示区域内多个储能电站的额定容量总和,ε

表示区域等效循环系数,d

表示区域统计周期天数。
[0033]
优选的,基于所述计算结果对区域的电网支撑能力进行评估包括:
[0034]
基于单个储能电站的惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标利用区域评价指标计算式分别计算区域的惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标。
[0035]
优选的,所述区域评价指标计算式如下式所示:
[0036][0037]
式中:rk表示区域的下列电网支撑能力指标之一:惯量响应的月投运率、时间常数;一次调频的月投运率、调节滞后时间、调节稳定时间;agc的可用率、调节速度、调节精度、响应时间;avc的月投运率、调节合格率。ri表示与rk对应的第i个储能电站的电网支撑能力指标,pi表示第i个储能电站的额定容量,n表示储能电站的数量。
[0038]
优选的,基于所述运行数据和计算结果对区域的电网支撑能力进行评估包括:
[0039]
基于区域的能效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标对不同区域的电网支撑能力进行对比和/或对相同区域不同时间的电网支撑能力进行对比。
[0040]
优选的,所述在线评价方法还包括:基于所述运行数据对单个储能电站的电网支撑能力进行计算。
[0041]
优选的,基于所述运行数据对单个储能电站的电网支撑能力进行计算包括:
[0042]
基于所述运行数据利用单个储能电站能效评价指标计算式计算单个储能电站的能效评价指标,其中所述运行数据包括下述中的一个或多个:累计放电量、累计充电量、利用小时数、统计周期小时数和统计周期天数。
[0043]
优选的,所述单个储能电站能效评价指标计算式如下式所示:
[0044][0045]
式中,η表示循环效率,a表示放电量,b表示充电量,k表示利用小时数,p0表示额定功率,c表示利用率,x表示利用小时数,y表示统计周期小时数,m表示等效循环次数,r表示额定容量,ε表示等效循环系数,d表示统计周期天数。
[0046]
基于同一发明思路,本发明还提出一种储能电站电网支撑能力的评价云平台,其特征在于,所述评价云平台包括:
[0047]
获取模块,用于利用云平台获取各储能电站的ems系统和pmu子站的运行数据以及各评价终端的监测数据的计算结果;
[0048]
评估模块,用于利用云平台基于所述运行数据和计算结果对区域的电网支撑能力进行评估;
[0049]
其中,所述电网支撑能力包括能效性能、惯量响应性能、一次调频性能、agc性能和avc性能。
[0050]
优选的,所述评估模块包括能效评价子模块、惯量响应评价子模块、一次调频评价子模块、agc评价子模块和、avc评价子模块;
[0051]
所述能效评价子模块用于对区域的能效评价指标进行计算;
[0052]
所述惯量响应评价子模块用于对区域的惯量响应评价指标进行计算;
[0053]
所述一次调频评价子模块用于对区域的一次调频评价指标进行计算;
[0054]
所述agc评价子模块用于对区域的agc评价指标进行计算;
[0055]
所述avc评价子模块用于对区域的avc评价指标进行计算。
[0056]
优选的,所述评价云平台还包括对比模块,用于基于区域的能效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标对不同区域的电网支撑能力进行对比和/或对相同区域不同时间的电网支撑能力进行对比。
[0057]
优选的,所述评价云平台还包括单个储能电站评估模块,用于基于所述运行数据对单个储能电站的电网支撑能力进行评估。
[0058]
基于同一发明思路,本发明还提出一种储能电站电网支撑能力的评价系统,其特征在于,所述评价系统包括通讯连接的评价终端和评价云平台;
[0059]
所述评价终端部署于储能电站,且分别与储能电站的ems系统和pmu子站连接,用于对单个储能电站的电网支撑能力进行计算;
[0060]
所述评价云平台部署在储能电站的电力调度系统的调控云中,且分别与各储能电站的ems系统和pmu子站连接,用于获取所述ems系统和pmu子站的运行数据和所述评价终端的计算结果,并基于所述运行数据和计算结果对区域的电网支撑能力进行评估;
[0061]
其中,所述评价终端为本发明提供的一种储能电站电网支撑能力的评价终端,所述评价云平台为本发明提供的一种储能电站电网支撑能力的评价云平台。
[0062]
优选的,所述评价云平台通过所述电力调度系统的调度区和隔离装置分别与所述评价终端、ems系统和pmu子站电连接或通讯连接。
[0063]
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0064]
(1)本发明提供的一种储能电站电网支撑能力在线评价方法和评价终端,利用安装于储能电站的评价终端获取ems系统和pmu子站的运行数据,并基于运行数据对储能电站的监测指标进行计算,发送计算结果,从而在储能场站实现了电网支撑能力的在线监测和评估;
[0065]
(2)本发明提供的一种储能电站电网支撑能力在线评价方法和评价云平台,利用云平台获取各储能电站的ems系统和pmu子站的运行数据以及各评价终端的计算结果,基于运行数据和计算结果对区域的电网支撑能力进行评估,从而在云平台实现了电网支撑能力的在线监测和评估;
[0066]
(3)本发明提供的一种储能电站电网支撑能力的评价系统,通过储能电站的评价终端对单个储能电站的电网支撑能力进行计算,通过评价云平台对区域的电网支撑能力进行评估,从而实现了储能电站电网支撑能力的在线监测和评估,为储能电站的电网支撑性能分析提供了依据。
附图说明
[0067]
图1为本发明提供的一种储能电站电网支撑能力评价系统的结构示意图;
[0068]
图2为本发明提供的一种储能电站电网支撑能力在线评价方法在储能场站实施的流程示意图;
[0069]
图3为本发明提供的一种储能电站电网支撑能力在线评价方法在云平台实施的流程示意图。
具体实施方式
[0070]
实施例1:
[0071]
本实施例提供一种储能电站电网支撑能力的评价系统,如图1所示,该评价系统包括通讯连接的评价终端和评价云平台;评价终端部署于储能电站,且分别与储能电站的ems系统和pmu子站连接,用于对单个储能电站的电网支撑能力进行计算;评价云平台部署在储能电站的电力调度系统的调控云中,且分别与各储能电站的ems系统和pmu子站连接,用于获取ems系统和pmu子站的运行数据和评价终端的计算结果,并基于运行数据和计算结果对区域的电网支撑能力进行评估。
[0072]
评价云平台与评价终端通过储能电站电力调度系统的数据网进行通讯,评价云平台可通过电力调度系统的隔离装置与调度区通讯,获得储能电站ems的监测数据、pmu子站的实时监测与录波数据以及评价终端的计算结果。
[0073]
ems监测数据包括充电功率、放电功率、累计充电量、累计放电量、可上调有功功率、可下调有功功率、最大放电功率允许值、电站最大充电功率允许值、最大功率放电可用时间和最大功率充电可用时间,pmu子站数据包括开关量、并网点电压、并网点电流和录波数据。
[0074]
(1)评价终端
[0075]
该评价终端包括采集模块和计算模块;采集模块分别与储能电站的ems系统和pmu子站连接,用于获取ems系统和pmu子站的运行数据,并将运行数据传输至计算模块;计算模块用于基于运行数据对储能电站的监测指标进行计算。
[0076]
该评价终端通过采集模块与储能电站的能量管理系统(ems)连接,获取储能电站的充电功率、放电功率、累计充电量、累计放电量、可上调有功功率、可下调有功功率、最大放电功率允许值、最大充电功率允许值、最大功率放电可用时间和最大功率充电可用时间等监测数据,并通过采集模块与部署在储能电站的相量测量单元(pmu)子站连接,获得储能电站开关量、并网点电压、并网点电流等实时监测与录波数据。
[0077]
采集子模块还可以与电压测量装置、电流测量装置等电连接或通讯连接,获取电压、电流等的实时监测数据。
[0078]
计算模块包括能效指标计算子模块、惯量响应指标计算子模块、一次调频指标计算子模块、agc指标计算子模块和avc指标计算子模块,分别用于对储能电站的能效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标进行计算。
[0079]
评价终端还可设置存储模块和输出模块;存储模块分别与采集模块和计算模块连接,用于存储运行数据和计算模块的计算结果;输出模块分别与存储模块、计算模块和调控云平台电连接或通讯连接,用于从存储模块中获得历史计算结果,从计算模块中获得实时计算结果,并根据需要将计算结果上传到电力调度系统的调度i区,通过调度i区发送给调控云平台。输出模块还可将计算结果发送给其它的后台服务器,用于系统调用监测。
[0080]
(2)评价云平台
[0081]
该评价云平台包括:获取模块,用于利用云平台获取各储能电站的ems系统和pmu子站的运行数据以及各评价终端的监测数据的计算结果;评估模块,用于利用云平台基于运行数据和计算结果对区域的电网支撑能力进行评估;其中,电网支撑能力包括能效性能、惯量响应性能、一次调频性能、agc性能和avc性能。
[0082]
评估模块包括能效评价子模块、惯量响应评价子模块、一次调频评价子模块、agc评价子模块和、avc评价子模块,分别用于对区域的能效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标进行计算。
[0083]
该评价云平台还可设置对比模块,用于基于区域的能效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标开展不同区域间相同时段内的电网支撑能力的横向对比,以及相同区域不同时间的电网支撑能力的纵向对比。
[0084]
该评价云平台还可设置单个储能电站评估模块,用于基于运行数据对单个储能电站的电网支撑能力如能效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标进行计算。
[0085]
该评价系统能够实现新能源场站内配置储能电站、电源侧独立储能电站、电网侧储能电站、用户侧储能电站等类型储能系统的电网支撑能力在线快速评价,衡量储能对电网安全稳定运行的支撑效果,为储能价值评价、费用补偿与成本疏导提供依据,还可以实现市、省(市、自治区)、地区(如华北地区、华中地区)等不同范围内储能电站电网支撑性能的横向对比、纵向分析,促进储能电网支撑能力的高效发挥,提高电网电力电量平衡水平,促进清洁能源发电与消纳。
[0086]
实施例2:
[0087]
本实施例提供一种储能电站电网支撑能力的在线评价方法,该评价方法的实施流程如图2所示,具体包括:
[0088]
s1:利用安装于储能电站的评价终端获取储能电站的ems系统和pmu子站的运行数据;
[0089]
s2:评价终端基于运行数据对储能电站的监测指标进行计算,并发送计算结果。
[0090]
s1中,ems监测数据包括充电功率、放电功率、累计充电量、累计放电量、可上调有功功率、可下调有功功率、最大放电功率允许值、最大充电功率允许值、最大功率放电可用时间和最大功率充电可用时间,pmu子站数据包括开关量、并网点电压、并网点电流和录波数据。
[0091]
s2中,监测指标包括能效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标等,能效评价指标包括储能电站的循环效率、利用小时数、利用率、等效循环次数、等效循环系数等,惯量响应评价指标包括惯量响应的月投运率、时间常数、电量贡献等,一次调频评价指标包括一次调频的月投运率、调节滞后时间、调节稳定时间、电量贡献等,agc评价指标包括agc的可用率、调节速度、调节精度、响应时间、累计调节电量等,avc评价指标包括avc的月投运率、调节合格率等。计算结果可传输至储能电站的调控云平台或后台的服务器进行存储,用于系统调用监测。
[0092]
(1)能效评价指标的计算
[0093]
能效评价指标的计算式如式(1)所示:
[0094][0095]
式中,η表示循环效率,a表示放电量,b表示充电量,k表示利用小时数,p0表示额定功率,c表示利用率,x表示利用小时数,y表示统计周期小时数,m表示等效循环次数,r表示额定容量,ε表示等效循环系数,d表示统计周期天数。
[0096]
(2)惯量响应评价指标的计算
[0097]
惯量响应评价指标的计算式如式(2)所示:
[0098][0099]
式中,λ表示惯量响应的月投运率,t1表示惯量响应月投运时间,t2表示统计周期时间,α表示惯量响应电量贡献,p1表示惯量响应结束时功率,p2表示惯量响应开始时功率。
[0100]
(3)一次调频评价指标的计算
[0101]
一次调频评价指标的计算式如式(3)所示:
[0102]
[0103]
式中,β表示一次调频的月投运率,t3表示一次调频月投运时间,t4表示统计周期时间,γ表示一次调频的电量贡献,p3表示一次调频结束时功率,p4表示一次调频开始时功率。
[0104]
调节滞后时间为储能电站从电网频率越过该电站的一次调频的死区开始,到该电站的负荷开始变化所需的时间。调节滞后时间可以从储能电站的跟踪运行曲线获得。
[0105]
(4)agc评价指标的计算
[0106]
agc评价指标的计算式如式(4)所示:
[0107][0108]
式中,δ表示agc的可用率,t5表示agc运时间,t6表示统计周期时间,ν表示调节速度,w1表示agc结束时出力,w2表示agc开始时出力,t表示agc调节时间,d表示累计调节电量,n表示统计周期内调节电量次数,dj表示每次调节电量。
[0109]
(5)avc评价指标的计算
[0110]
avc评价指标的计算式如式(5)所示:
[0111][0112]
式中,θ表示avc的月投运率,t7表示avc月投运时间,t8表示统计周期时间,表示调节合格率,n1表示调节合格次数,n2表示总调节次数。
[0113]
实施例3:
[0114]
本实施例提供一种储能电站电网支撑能力的在线评价方法,该评价方法的实施流程如图3所示,具体包括:
[0115]
s1:利用云平台获取各储能电站的ems系统和pmu子站的运行数据以及各评价终端的监测指标的计算结果;
[0116]
s2:利用云平台基于运行数据和计算结果对区域的电网支撑能力进行评估;
[0117]
其中,电网支撑能力包括能效性能、惯量响应性能、一次调频性能、agc性能和avc性能。
[0118]
s1中,ems监测数据包括充电功率、放电功率、累计充电量、累计放电量、可上调有功功率、可下调有功功率、最大放电功率允许值、电站最大充电功率允许值、最大功率放电可用时间和最大功率充电可用时间,pmu子站数据包括开关量、并网点电压、并网点电流和录波数据。
[0119]
s2中,能效评价指标包括循环效率、效利用小时数、利用率、等效循环次数、等效循环系数等,惯量响应评价指标包括惯量响应的月投运率、时间常数、电量贡献等,一次调频评价指标包括一次调频的月投运率、调节滞后时间、调节稳定时间、电量贡献等,agc评价指标包括agc的可用率、调节速度、调节精度、响应时间、累计调节电量等,avc评价指标包括avc的月投运率、调节合格率等。
[0120]
(1)区域的能效评价指标计算
[0121]
区域的能效评价指标的计算式如式(6)所示。
[0122][0123]
式中,η

表示区域循环效率,a

表示区域内多个储能电站的放电量总和,b表示区域内多个储能电站的充电量总和,k’表示区域利用小时数,p0′
表示区域内多个储能电站的额定功率总和,c

表示区域利用率,x

表示区域利用小时数,y

表示统计周期小时数,m

表示区域等效循环次数,r

表示区域内多个储能电站的额定容量总和,ε

表示区域等效循环系数,d

表示区域统计周期天数。
[0124]
(2)区域的惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标的计算
[0125]
区域的惯量响应评价指标的月投运率、时间常数,一次调频评价指标的月投运率、调节滞后时间、调节稳定时间,agc评价指标的可用率、调节速度、调节精度、响应时间和avc评价指标的月投运率、调节合格率可分别由区域内各个储能电站的对应指标算得,计算式如式(7)所示。
[0126][0127]
式中:rk表示区域的电网支撑能力指标如惯量响应的月投运率、时间常数;一次调频的月投运率、调节滞后时间、调节稳定时间;agc的可用率、调节速度、调节精度、响应时间;avc的月投运率、调节合格率。ri表示与rk对应的第i个储能电站的电网支撑能力指标如惯量响应的月投运率、时间常数;一次调频的月投运率、调节滞后时间、调节稳定时间;agc的可用率、调节速度、调节精度、响应时间;avc的月投运率、调节合格率。pi表示第i个储能电站的额定容量,n表示储能电站的数量。
[0128]
区域的惯量响应电量贡献为区域内所有储能电站的惯量响应电量贡献之和,区域的一次调频电量贡献为区域内所有储能电站的一次调频电量贡献之和,区域的agc累计调节电量为区域内所有储能电站的agc累计调节电量之和。
[0129]
(3)对比分析
[0130]
可根据区域的能效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标的计算结果开展不同区域间相同时段内的电网支撑能力的横向对比,还可以对相同区域不同时间的电网支撑能力进行纵向对比,生成分析报表。
[0131]
(4)单个储能电站的监测指标计算
[0132]
针对未装设评价终端的储能电站,可由云平台利用获取的各储能电站的ems系统数据和pmu子站的数据对单个储能电站的电网支撑能力监测指标进行计算,单个电站的能
效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标的计算式分别如式(1)~式(5)所示。
[0133]
该评价云平台能够实现评价终端的全部功能,当储能电站未装设评价终端时,能够根据该储能电站ems、pmu子站上传的数据,在云平台实现该储能电站的电网支撑能力评价。
[0134]
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0135]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0136]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0137]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0138]
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在发明待批的本发明的权利要求范围之内。

技术特征:


1.一种储能电站电网支撑能力的在线评价方法,其特征在于,所述在线评价方法包括:利用安装于储能电站的评价终端获取储能电站的ems系统和pmu子站的运行数据;所述评价终端基于所述运行数据对储能电站的监测指标进行计算,并发送计算结果。2.权利要求1所述的在线评价方法,其特征在于,所述监测指标包括能效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标。3.如权利要求2所述的在线评价方法,其特征在于,基于所述运行数据对各储能电站的监测指标进行计算包括:基于所述运行数据利用能效评价指标计算式计算所述能效评价指标,其中所述运行数据包括下述一个或多个:累计放电量、累计充电量、利用小时数、统计周期小时数和统计周期天数。4.如权利要求3述的在线评价方法,其特征在于,所述能效评价指标计算式如下式所示:式中,η表示循环效率,a表示放电量,b表示充电量,k表示利用小时数,p0表示额定功率,c表示利用率,x表示利用小时数,y表示统计周期小时数,m表示等效循环次数,r表示额定容量,ε表示等效循环系数,d表示统计周期天数。5.一种储能电站电网支撑能力的评价终端,其特征在于,所述评价终端包括采集模块和计算模块;所述采集模块分别与储能电站的ems系统和pmu子站连接,用于获取所述ems系统和pmu子站的运行数据,并将所述运行数据传输至所述计算模块;所述计算模块用于基于所述运行数据对储能电站的监测指标进行计算。6.如权利要求5所述的评价终端,其特征在于,所述计算模块包括能效指标计算子模块、惯量响应指标计算子模块、一次调频指标计算子模块、agc指标计算子模块和avc指标计算子模块;所述能效指标计算子模块用于对储能电站的能效评价指标进行计算;所述惯量响应指标计算子模块用于对储能电站的惯量响应评价指标进行计算;所述一次调频指标计算子模块用于对储能电站的一次调频评价指标进行计算;所述agc指标计算子模块用于对储能电站的agc评价指标进行计算;所述avc指标计算子模块用于对储能电站的avc评价指标进行计算。7.如权利要求5所述的评价终端,其特征在于,所述评价终端还包括存储模块和输出模块;所述存储模块分别与所述采集模块和计算模块连接,用于存储所述运行数据和所述计算模块的计算结果;所述输出模块分别与所述存储模块和计算模块连接,用于发送计算结果。
8.一种储能电站电网支撑能力的在线评价方法,其特征在于,所述在线评价方法包括:利用云平台获取各储能电站的ems系统和pmu子站的运行数据以及各评价终端的监测指标的计算结果;利用云平台基于所述运行数据和计算结果对区域的电网支撑能力进行评估;其中,所述电网支撑能力包括能效性能、惯量响应性能、一次调频性能、agc性能和avc性能。9.如权利要求8所述的在线评价方法,其特征在于,基于所述运行数据对区域的电网支撑能力进行评估包括:基于所述运行数据利用区域能效评价指标计算式计算区域的能效评价指标,其中所述运行数据包括下述中的一个或多个:累计放电量、累计充电量、利用小时数、统计周期小时数和统计周期天数。10.如权利要求9所述的在线评价方法,其特征在于,所述区域能效评价指标计算式如下式所示:式中,η

表示区域循环效率,a

表示区域内多个储能电站的放电量总和,b表示区域内多个储能电站的充电量总和,k’表示区域利用小时数,p0′
表示区域内多个储能电站的额定功率总和,c

表示区域利用率,x

表示区域利用小时数,y

表示统计周期小时数,m

表示区域等效循环次数,r

表示区域内多个储能电站的额定容量总和,ε

表示区域等效循环系数,d

表示区域统计周期天数。11.如权利要求8所述的在线评价方法,其特征在于,基于所述计算结果对区域的电网支撑能力进行评估包括:基于单个储能电站的惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标利用区域评价指标计算式分别计算区域的惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标。12.如权利要求11所述的评价方法,其特征在于,所述区域评价指标计算式如下式所示:式中:r
k
表示区域的下列电网支撑能力指标之一:惯量响应的月投运率、时间常数;一次调频的月投运率、调节滞后时间、调节稳定时间;agc的可用率、调节速度、调节精度、响应时间;avc的月投运率、调节合格率。r
i
表示与r
k
对应的第i个储能电站的电网支撑能力指标,p
i
表示第i个储能电站的额定容量,n表示储能电站的数量。13.如权利要求8所述的在线评价方法,其特征在于,基于所述运行数据和计算结果对区域的电网支撑能力进行评估包括:基于区域的能效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标对不同区域的电网支撑能力进行对比和/或对相同区域不同时间的电网支撑能力进行对比。14.如权利要求8所述的在线评价方法,其特征在于,所述在线评价方法还包括:基于所述运行数据对单个储能电站的电网支撑能力进行计算。15.如权利要求14述的在线评价方法,其特征在于,基于所述运行数据对单个储能电站的电网支撑能力进行计算包括:基于所述运行数据利用单个储能电站能效评价指标计算式计算单个储能电站的能效评价指标,其中所述运行数据包括下述中的一个或多个:累计放电量、累计充电量、利用小时数、统计周期小时数和统计周期天数。16.如权利要求15述的评价方法,其特征在于,所述单个储能电站能效评价指标计算式如下式所示:式中,η表示循环效率,a表示放电量,b表示充电量,k表示利用小时数,p0表示额定功率,c表示利用率,x表示利用小时数,y表示统计周期小时数,m表示等效循环次数,r表示额定容量,ε表示等效循环系数,d表示统计周期天数。17.一种储能电站电网支撑能力的评价云平台,其特征在于,所述评价云平台包括:获取模块,用于利用云平台获取各储能电站的ems系统和pmu子站的运行数据以及各评价终端的监测数据的计算结果;评估模块,用于利用云平台基于所述运行数据和计算结果对区域的电网支撑能力进行评估;其中,所述电网支撑能力包括能效性能、惯量响应性能、一次调频性能、agc性能和avc性能。18.如权利要求17所述的评价云平台,其特征在于,所述评估模块包括能效评价子模块、惯量响应评价子模块、一次调频评价子模块、agc评价子模块和、avc评价子模块;所述能效评价子模块用于对区域的能效评价指标进行计算;所述惯量响应评价子模块用于对区域的惯量响应评价指标进行计算;所述一次调频评价子模块用于对区域的一次调频评价指标进行计算;所述agc评价子模块用于对区域的agc评价指标进行计算;所述avc评价子模块用于对区域的avc评价指标进行计算。
19.如权利要求18所述的评价云平台,其特征在于,所述评价云平台还包括对比模块,用于基于区域的能效评价指标、惯量响应评价指标、一次调频评价指标、agc评价指标和avc评价指标对不同区域的电网支撑能力进行对比和/或对相同区域不同时间的电网支撑能力进行对比。20.如权利要求17所述的评价云平台,其特征在于,所述评价云平台还包括单个储能电站评估模块,用于基于所述运行数据对单个储能电站的电网支撑能力进行评估。21.一种储能电站电网支撑能力的评价系统,其特征在于,所述评价系统包括通讯连接的评价终端和评价云平台;所述评价终端部署于储能电站,且分别与储能电站的ems系统和pmu子站连接,用于对单个储能电站的电网支撑能力进行计算;所述评价云平台部署在储能电站的电力调度系统的调控云中,且分别与各储能电站的ems系统和pmu子站连接,用于获取所述ems系统和pmu子站的运行数据和所述评价终端的计算结果,并基于所述运行数据和计算结果对区域的电网支撑能力进行评估;其中,所述评价终端为权利要求5-7任一项所述的一种储能电站电网支撑能力的评价终端,所述评价云平台为权利要求17-20任一项所述的一种储能电站电网支撑能力的评价云平台。22.如权利要求21所述的评价系统,其特征在于,所述评价云平台通过所述电力调度系统的调度区和隔离装置分别与所述评价终端、ems系统和pmu子站电连接或通讯连接。

技术总结


本发明提出一种储能电站电网支撑能力在线评价方法和系统,通过储能电站的评价终端获取EMS系统和PMU子站的运行数据,基于运行数据对单个储能电站的电网支撑能力监测指标进行计算,通过评价云平台获取EMS系统和PMU子站的运行数据和评价终端的计算结果,对区域的电网支撑能力进行评估,从而实现了对储能电站电网支撑能力的在线监测和评估,为储能场站间的电网支撑性能对比提供了依据。网支撑性能对比提供了依据。网支撑性能对比提供了依据。


技术研发人员:

李克成 范高锋 桑丙玉 吴福保 霍雪松 杨波 郝雨辰 邓星 陶以彬 戴强晟 潘晓辉 于国康

受保护的技术使用者:

国网新疆电力有限公司 国网江苏省电力有限公司 国家电网有限公司

技术研发日:

2022.08.24

技术公布日:

2022/12/29

本文发布于:2024-09-23 07:21:08,感谢您对本站的认可!

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