一种飞轮储能系统参与AGC调频的控制方法及系统与流程

一种飞轮储能系统参与agc调频的控制方法及系统
技术领域：
：1.本发明涉及agc调频
技术领域：
：，特别是涉及一种飞轮储能系统参与agc调频的控制方法及系统。
背景技术：
：：2.agc(automaticgenerationcontrol，自动发电控制)是调节发电机组的出力输出以响应功率的变化的系统。发电机组作为主要的调频电源，通过不断调节自身出力来响应系统的频率变化，但由于发电机组存在响应时滞长、机组爬坡速率低等问题，因此在跟踪agc功率指令时，往往存在响应时间长、跟踪效果差等问题。3.随着储能电池成本的显著下降，储能系统在电力系统发、输、配、用等各个领域的应用迅速展开，对于高频波动的随机功率分量及部分脉动分量，储能系统具备几乎实时响应的能力，且飞轮储能系统可以短时输出较大功率。如果能够使用飞轮储能系统来辅助发电机组进行调频，将会大大提升agc功率指令的跟踪效率和跟踪效果。4.基于此，亟需一种飞轮储能系统参与agc调频的控制技术。技术实现要素：5.本发明的目的是提供一种飞轮储能系统参与agc调频的控制方法及系统，通过飞轮储能系统辅助发电机组跟踪agc功率指令，可提高agc功率指令的跟踪效率和跟踪效果。6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：7.一种飞轮储能系统参与agc调频的控制方法，用于在发电机组跟踪agc功率指令时，控制飞轮储能系统辅助跟踪agc功率指令，所述控制方法包括：8.获取发电机组在agc功率指令发生变化的变化时刻的初始功率，并根据所述发电机组在跟踪变化后的agc功率指令时输出的实时功率确定飞轮储能系统所处阶段；9.当所述飞轮储能系统处于响应阶段，根据所述发电机组的实时功率和所述初始功率计算所述飞轮储能系统的第一实时功率指令，并根据所述第一实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出响应阶段的预设条件；10.当所述飞轮储能系统处于爬坡阶段，根据爬坡阶段终点对应的第二目标功率和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第二实时功率指令，并根据所述第二实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出爬坡阶段的预设条件；11.当所述飞轮储能系统处于维持阶段，根据所述变化后的agc功率指令和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第三实时功率指令，并根据所述第三实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出维持阶段的预设条件。12.在一些实施例中，所述根据所述发电机组在跟踪变化后的agc功率指令时输出的实时功率确定飞轮储能系统所处阶段具体包括：根据预设的响应阶段起点和预设的响应阶段终点判断所述飞轮储能系统是否处于响应阶段；根据预设的爬坡阶段起点和预设的爬坡阶段终点判断所述飞轮储能系统是否处于爬坡阶段；根据预设的维持阶段起点和预设的维持阶段终点判断所述飞轮储能系统是否处于维持阶段；13.其中，所述预设的响应阶段起点为：所述agc功率指令发生变化；14.所述预设的响应阶段终点为：所述发电机组的实时功率与所述初始功率的差值的绝对值大于第一预设偏差值；15.所述预设的爬坡阶段起点为：所述发电机组的实时功率达到第一目标功率；所述第一目标功率的计算公式为：p1＝p0+a*(pagc-p0)；其中，p1为第一目标功率；p0为初始功率；a为第一比例；pagc为变化后的agc功率指令；16.所述预设的爬坡阶段终点为：所述发电机组的实时功率达到第二目标功率；所述第二目标功率的计算公式为：p2＝p0+b*(pagc-p0)；其中，p2为第二目标功率；p0为初始功率；b为第二比例；pagc为变化后的agc功率指令；b》a；17.所述预设的维持阶段起点为：所述发电机组的实时功率和所述变化后的agc功率指令相等；18.所述预设的维持阶段终点为：所述agc功率指令发生变化。19.在一些实施例中，在获取发电机组在agc功率指令发生变化的变化时刻的初始功率之前，所述控制方法还包括：判断agc功率指令是否发生变化，具体包括：20.判断当前时刻的agc功率指令与上一变化时刻的agc功率指令的差值的绝对值是否大于第二预设偏差值；若是，则agc功率指令发生变化，并将所述当前时刻记为变化时刻。21.在一些实施例中，所述根据所述发电机组的实时功率和所述初始功率计算所述飞轮储能系统的第一实时功率指令具体包括：22.判断所述变化后的agc功率指令是否大于所述发电机组的实时功率；23.若是，则以所述发电机组的实时功率和所述初始功率作为输入，利用第一计算公式计算所述飞轮储能系统的第一实时功率指令；24.若否，则以所述发电机组的实时功率和所述初始功率作为输入，利用第二计算公式计算所述飞轮储能系统的第一实时功率指令；25.所述第一计算公式为：pflywheel＝pstable-(p-p0)；其中，pflywheel为第一实时功率指令；pstable为发电机组的稳态功率偏差；p为发电机组的实时功率；p0为初始功率；26.所述第二计算公式为：pflywheel＝-pstable-(p-p0)。27.在一些实施例中，所述退出响应阶段的预设条件为：所述飞轮储能系统达到预设的响应阶段终点；或者，所述飞轮储能系统达到预设的爬坡阶段触发条件；28.当所述变化后的agc功率指令大于所述发电机组的实时功率时，所述预设的爬坡阶段触发条件为：所述发电机组的实时功率与所述飞轮储能系统的最大可输出功率的和大于爬坡阶段终点对应的第二目标功率；29.当所述变化后的agc功率指令小于所述发电机组的实时功率时，所述预设的爬坡阶段触发条件为：所述发电机组的实时功率与所述飞轮储能系统的最大可输出功率的差值小于爬坡阶段终点对应的第二目标功率。30.在一些实施例中，所述根据爬坡阶段终点对应的第二目标功率和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第二实时功率指令具体包括：31.计算爬坡阶段终点对应的第二目标功率与所述发电机组的实时功率的差值，得到所述飞轮储能系统的第二实时功率指令。32.在一些实施例中，所述退出爬坡阶段的预设条件为：所述飞轮储能系统达到预设的爬坡阶段终点；或者，所述agc功率指令发生变化。33.在一些实施例中，所述根据所述变化后的agc功率指令和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第三实时功率指令具体包括：34.判断所述变化后的agc功率指令与所述发电机组的实时功率的差值的绝对值是否大于发电机组的稳态功率偏差；35.若是，则当所述变化后的agc功率指令大于所述发电机组的实时功率时，利用第三计算公式计算所述飞轮储能系统的第三实时功率指令；当所述变化后的agc功率指令小于所述发电机组的实时功率时，利用第四计算公式计算所述飞轮储能系统的第三实时功率指令；36.所述第三计算公式为：pflywheel＝p-pagc+pstable；其中，pflywheel为第三实时功率指令；p为发电机组的实时功率；pagc为变化后的agc功率指令；pstable为发电机组的稳态功率偏差；37.所述第四计算公式为：pflywheel＝p-pagc-pstable。38.在一些实施例中，所述退出维持阶段的预设条件为：所述agc功率指令发生变化；或者，所述变化后的agc功率指令与所述发电机组的实时功率的差值的绝对值大于所述飞轮储能系统的最大可输出功率。39.一种飞轮储能系统参与agc调频的控制系统，用于在发电机组跟踪agc功率指令时，控制飞轮储能系统辅助跟踪agc功率指令，所述控制系统包括：40.数据获取模块，用于获取发电机组在agc功率指令发生变化的变化时刻的初始功率，并根据所述发电机组在跟踪变化后的agc功率指令时输出的实时功率确定飞轮储能系统所处阶段；41.响应阶段控制模块，用于当所述飞轮储能系统处于响应阶段，根据所述发电机组的实时功率和所述初始功率计算所述飞轮储能系统的第一实时功率指令，并根据所述第一实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出响应阶段的预设条件；42.爬坡阶段控制模块，用于当所述飞轮储能系统处于爬坡阶段，根据爬坡阶段终点对应的第二目标功率和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第二实时功率指令，并根据所述第二实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出爬坡阶段的预设条件；43.维持阶段控制模块，用于当所述飞轮储能系统处于维持阶段，根据所述变化后的agc功率指令和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第三实时功率指令，并根据所述第三实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出维持阶段的预设条件。44.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：45.本发明用于提供一种飞轮储能系统参与agc调频的控制方法及系统，用于在发电机组跟踪agc功率指令时，控制飞轮储能系统辅助跟踪agc功率指令，当飞轮储能系统处于响应阶段，根据发电机组的实时功率和初始功率计算飞轮储能系统的第一实时功率指令，并根据第一实时功率指令控制飞轮储能系统工作，直至达到退出响应阶段的预设条件；当飞轮储能系统处于爬坡阶段，根据爬坡阶段终点对应的第二目标功率和发电机组的实时功率计算飞轮储能系统的第二实时功率指令，并根据第二实时功率指令控制飞轮储能系统工作，直至达到退出爬坡阶段的预设条件；当飞轮储能系统处于维持阶段，根据变化后的agc功率指令和发电机组的实时功率计算飞轮储能系统的第三实时功率指令，并根据第三实时功率指令控制飞轮储能系统工作，直至达到退出维持阶段的预设条件。通过飞轮储能系统辅助发电机组跟踪agc功率指令，可提高agc功率指令的跟踪效率和跟踪效果。附图说明46.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。47.图1为本发明实施例1所提供的控制方法的方法流程图；48.图2为本发明实施例2所提供的控制系统的系统框图。具体实施方式49.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。50.本发明的目的是提供一种飞轮储能系统参与agc调频的控制方法及系统，通过飞轮储能系统辅助发电机组跟踪agc功率指令，可提高agc功率指令的跟踪效率和跟踪效果。51.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。52.实施例1：53.为了使本领域技术人员更加清楚的了解本实施例的控制方法，先对无飞轮储能系统参与的仅有发电机组参与的调频动作进行介绍：当agc功率指令(其具体为一个功率值)发生变化时，仅基于发电机组进行调频以跟踪变化后的agc功率指令的过程包括三个阶段，分别为响应阶段、爬坡阶段以及维持阶段，三个阶段分别对应考核标准中的响应时间、调节速率和调节精度。响应阶段为发电机组收到agc功率指令并开始动作的阶段，在响应阶段中，需要尽快响应agc功率指令的变化。爬坡阶段为将发电机组的出力升至或降至agc功率指令的阶段。维持阶段为发电机组的出力达到agc功率指令后，维持发电机组的出力，减少实际出力与agc功率指令的偏差的阶段。54.但由于发电机组存在响应时滞长、爬坡速率低等问题，因此在仅利用发电机组跟踪agc功率指令时，往往存在响应时间长、跟踪效果差等问题，特别是在可再生能源的装机容量大到一定规模时，其功率大幅度的波动或因故障整体退出运行，会导致整个电力系统出力与负荷之间的动态不平衡，造成电力系统频率偏差，此时agc功率指令变化的更加频繁，若无法通过一定手段有效提高发电机组的跟踪速度和跟踪效果，则会导致电力系统的性能变差。55.基于这一问题，本实施例引入飞轮储能系统，以辅助发电机组的调频过程，在发电机组响应agc功率指令时，飞轮储能系统辅助跟踪agc功率指令，以通过飞轮储能系统自身的快速性弥补发电机组本身的时滞特性以及发电机组出力达不到的部分，以机储联合的方式来提高调频特性，提高跟踪效率和跟踪效果。此时，agc功率指令同时下发给机组侧dcs和飞轮储能侧dcs，机组侧dcs收到agc功率指令后，立即开始响应agc功率指令，按照现有的方式调节出力，在此过程中，发电机组的实时功率是实时变化的。飞轮储能系统收到agc功率指令后，获取从机组侧dcs传来的机组实时出力(即发电机组的实时功率)，以在飞轮储能侧dcs计算后得到飞轮储能系统的功率指令，并基于该功率指令来控制飞轮储能系统工作，飞轮储能系统的功率输出主要用于弥补发电机组跟踪agc功率指令的不足，并不会影响到机组侧的功率输出，即飞轮储能系统的跟踪过程不会对发电机组的跟踪过程产生任何影响。agc调频系统将机组出力与飞轮储能出力结合后作为总的机储联合出力，以此来作为最终的调频出力，即发电机组和飞轮储能系统相互配合，共同跟踪agc功率指令。56.本实施例用于提供一种飞轮储能系统参与agc调频的控制方法，用于在发电机组跟踪agc功率指令时，控制飞轮储能系统辅助跟踪agc功率指令，如图1所示，所述控制方法包括：57.s1：获取发电机组在agc功率指令发生变化的变化时刻的初始功率，并根据所述发电机组在跟踪变化后的agc功率指令时输出的实时功率确定飞轮储能系统所处阶段；58.飞轮储能侧dcs先获取联合调频系统(由发电机组和飞轮储能系统构成的系统)的实时状态数据，即通过飞轮储能侧dcs分别获取agc功率指令pagc，发电机组实时出力p(即发电机组的实时功率)和飞轮储能系统的最大可输出功率pflywheelmax。59.在获取发电机组在agc功率指令发生变化的变化时刻的初始功率之前，本实施例的控制方法还包括：判断agc功率指令是否发生变化，具体包括：判断当前时刻的agc功率指令和上一变化时刻的agc功率指令的差值的绝对值是否大于第二预设偏差值；若是，则agc功率指令发生变化，并将当前时刻记为变化时刻。由于在实际工作过程中，可能不会实时记录上一变化时刻的agc功率指令，故本实施例还可通过下述方式来检测agc功率指令是否发生变化，具体为：判断当前时刻的agc功率指令与前一时刻的agc功率指令的差值的绝对值是否大于一定死区值(即第二预设偏差值)，若是，则认为agc功率指令发生变化，将当前时刻记为变化时刻，并记录变化时刻的机组初始出力p0。60.s1中，根据发电机组在跟踪变化后的agc功率指令时输出的实时功率确定飞轮储能系统所处阶段可以包括：根据预设的响应阶段起点和预设的响应阶段终点判断飞轮储能系统是否处于响应阶段，根据预设的爬坡阶段起点和预设的爬坡阶段终点判断飞轮储能系统是否处于爬坡阶段，根据预设的维持阶段起点和预设的维持阶段终点判断飞轮储能系统是否处于维持阶段。61.其中，响应阶段的起点由agc功率指令的变化来确定，当agc功率指令发生变化，意味着飞轮储能系统进入响应阶段，则预设的响应阶段起点为：agc功率指令发生变化。62.预设的响应阶段终点为：发电机组的实时功率与初始功率的差值的绝对值大于第一预设偏差值。本实施例中，第一预设偏差值可以为发电机组的稳态功率偏差pstable，即机组实时出力和初始出力的差值的绝对值大于稳态功率偏差pstable时，认为飞轮储能系统达到预设的响应阶段终点。本实施例的发电机组可为火力发电机组、风力发电机组等多种发电机组，火力发电机组(即火电机组)的稳态功率偏差是指不超过装机容量的±0.5％，即当发电机组为火力发电机组时，发电机组的稳态功率偏差为发电机组装机容量的0.5％。63.基于上述定义的响应阶段起点和响应阶段终点，当agc功率指令发生变化，飞轮储能系统进入响应阶段，当发电机组实时出力与初始出力的差值的绝对值大于第一预设偏差值，飞轮储能系统退出响应阶段。64.爬坡阶段的起点和终点对应考核细则里调节速率的计算起点和计算终点，本实施例具体根据agc功率指令与agc功率指令变化时的机组初始出力计算出爬坡阶段的起点和终点。65.本实施例可把机组实时出力p达到agc功率指令变化时机组初始出力p0加上agc功率指令pagc与agc功率指令变化时机组初始出力p0的偏差值的第一比例作为爬坡阶段的起点。则预设的爬坡阶段起点为：发电机组的实时功率达到第一目标功率，第一目标功率的计算公式为：p1＝p0+a*(pagc-p0)；其中，p1为第一目标功率；p0为初始功率；a为第一比例；pagc为变化后的agc功率指令。当发电机组为火力发电机组时，第一比例可为10％，此时，第一目标功率的计算公式为：p10＝p0+0.1*(pagc-p0)。66.本实施例可把机组实时出力p达到agc功率指令变化时机组初始出力p0加上agc功率指令pagc与agc功率指令变化时机组初始出力p0的偏差值的第二比例作为爬坡阶段的终点。则预设的爬坡阶段终点为：发电机组的实时功率达到第二目标功率，第二目标功率的计算公式为：p2＝p0+b*(pagc-p0)；其中，p2为第二目标功率；p0为初始功率；b为第二比例；pagc为变化后的agc功率指令，b》a。当发电机组为火力发电机组时，第二比例可为90％，此时，第二目标功率的计算公式为：p90＝p0+0.9*(pagc-p0)。67.基于上述定义的爬坡阶段起点和爬坡阶段终点，当发电机组实时出力达到第一目标功率，飞轮储能系统进入爬坡阶段，当发电机组实时出力达到第二目标功率，飞轮储能系统退出爬坡阶段。68.本实施例将机组实时出力p达到agc功率指令pagc作为维持阶段的起点，或者将机组实时出力p与agc功率指令pagc的差值处于允许偏差范围作为维持阶段的起点，则预设的维持阶段起点为：发电机组的实时功率和变化后的agc功率指令相等，或者，发电机组的实时功率和变化后的agc功率指令的差值处于允许偏差范围。69.预设的维持阶段终点为：agc功率指令发生变化。70.基于上述定义的维持阶段起点和维持阶段终点，当发电机组实时出力达到agc功率指令，飞轮储能系统进入维持阶段，当agc功率指令发生变化，飞轮储能系统退出维持阶段，进入响应阶段。71.由于本实施例的目的是为了介绍飞轮储能系统的参与过程，而飞轮储能系统仅在响应阶段、爬坡阶段和维持阶段参与调频，故本实施例仅介绍了响应阶段、爬坡阶段和维持阶段，但发电机组还包括其他阶段，在发电机组跟踪agc功率指令的调频过程中，发电机组的实时功率在一直变化，本实施例即根据发电机组的实时功率来确定飞轮储能系统所处阶段，在不同阶段采用不同的方式计算飞轮储能系统的功率指令，以对飞轮储能系统进行控制，使飞轮储能系统辅助跟踪agc功率指令。发电机组的调频过程属于现有成熟技术，在此不再赘述。72.s2：当所述飞轮储能系统处于响应阶段，根据所述发电机组的实时功率和所述初始功率计算所述飞轮储能系统的第一实时功率指令，并根据所述第一实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出响应阶段的预设条件；73.当满足预设的响应阶段起点，则飞轮储能系统进入响应阶段。74.在响应阶段，本实施例将从机组侧dcs获取到的发电机组的实时出力传输到飞轮储能侧dcs，在飞轮储能侧dcs中实时计算飞轮储能系统的第一实时功率指令，则s2中，根据发电机组的实时功率和初始功率计算飞轮储能系统的第一实时功率指令可以包括：75.(1)判断变化后的agc功率指令是否大于发电机组的实时功率。76.飞轮储能侧dcs每收到一次发电机组的实时功率，则会比较一次变化后的agc功率指令和发电机组的实时功率，以判断变化后的agc功率指令是否大于发电机组的实时功率。77.(2)若是，则以发电机组的实时功率和初始功率作为输入，利用第一计算公式计算飞轮储能系统的第一实时功率指令。78.若变化后的agc功率指令大于发电机组的实时功率，则意味着发电机组需要升负荷，此时按照第一计算公式计算飞轮储能系统的第一实时功率指令。第一计算公式为：pflywheel＝pstable-(p-p0)；其中，pflywheel为第一实时功率指令；pstable为发电机组的稳态功率偏差；p为发电机组的实时功率；p0为初始功率。79.(3)若否，则以发电机组的实时功率和初始功率作为输入，利用第二计算公式计算飞轮储能系统的第一实时功率指令。80.若变化后的agc功率指令小于发电机组的实时功率，则意味着发电机组需要降负荷，此时按照第二计算公式计算飞轮储能系统的第一实时功率指令。第二计算公式为：pflywheel＝-pstable-(p-p0)。81.在计算得到飞轮储能系统的第一实时功率指令后，则根据第一实时功率指令控制飞轮储能系统工作，具体通过飞轮储能侧dcs将计算得到的飞轮储能系统的第一实时功率指令下发给飞轮储能系统中的飞轮的变流器，以进行飞轮功率输出的控制。此时，飞轮根据该第一实时功率指令进行充放电动作，当第一实时功率指令为正值，飞轮储能系统作为电动机开始给飞轮充电，此时飞轮的电量上升；当第一实时功率指令为负值，飞轮储能系统作为发电机开始将转子的动能转化为电量，输入到电网中完成放电动作。82.本实施例中，飞轮储能系统退出响应阶段的预设条件为：飞轮储能系统达到预设的响应阶段终点；或者，飞轮储能系统达到预设的爬坡阶段触发条件，即满足爬坡阶段触发条件。83.飞轮储能系统达到预设的响应阶段终点也即机组本身出力偏差达到响应要求，即|p-p0|》pstable，此时飞轮储能系统退出响应阶段。在这个条件下，飞轮储能系统退出agc调节过程，等待爬坡阶段触发。84.当变化后的agc功率指令大于发电机组的实时功率时，即当agc功率指令大于机组实时出力，意味着发电机组需升负荷时，预设的爬坡阶段触发条件为：发电机组的实时功率与飞轮储能系统的最大可输出功率的和大于爬坡阶段终点对应的第二目标功率，即p+pflywheelmax》p90。当变化后的agc功率指令小于发电机组的实时功率时，即当agc功率指令小于机组实时出力，意味着发电机组需降负荷时，预设的爬坡阶段触发条件为：发电机组的实时功率与飞轮储能系统的最大可输出功率的差值小于爬坡阶段终点对应的第二目标功率，即p-pflywheelmax《p90。在这一条件下，飞轮储能系统提前结束响应阶段的调节，进入爬坡阶段开始调节，无需等待达到预设的爬坡阶段起点，记录飞轮储能系统进入爬坡阶段的时间t10。85.s3：当所述飞轮储能系统处于爬坡阶段，根据爬坡阶段终点对应的第二目标功率和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第二实时功率指令，并根据所述第二实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出爬坡阶段的预设条件；86.当满足预设的爬坡阶段起点，则飞轮储能系统进入爬坡阶段，开始飞轮储能系统在爬坡阶段的调节过程。87.s3中，根据爬坡阶段终点对应的第二目标功率和发电机组的实时功率计算飞轮储能系统的第二实时功率指令可以包括：计算爬坡阶段终点对应的第二目标功率与发电机组的实时功率的差值，得到飞轮储能系统的第二实时功率指令，即第二实时功率指令pflywheel＝p90-p，随着机组出力慢慢接近爬坡阶段终点，飞轮出力也随之减为0。记录机储联合出力等于爬坡阶段终点值时的时间t90。88.爬坡阶段的功率输出指令用于调节爬坡阶段时飞轮储能系统的输出功率。在计算得到飞轮储能系统的第二实时功率指令后，则根据第二实时功率指令控制飞轮储能系统工作，具体通过飞轮储能侧dcs将计算得到的飞轮储能系统的第二实时功率指令下发给飞轮储能系统中的飞轮的变流器，以进行飞轮功率输出的控制。此时，飞轮根据该第二实时功率指令进行充放电动作，当第二实时功率指令为正值，飞轮储能系统作为电动机开始给飞轮充电，此时飞轮的电量上升；当第二实时功率指令为负值，飞轮储能系统作为发电机开始将转子的动能转化为电量，输入到电网中完成放电动作。89.飞轮储能系统退出爬坡阶段的预设条件为：飞轮储能系统达到预设的爬坡阶段终点；或者，agc功率指令发生变化。90.当发电机组的实时功率达到第二目标功率p90，此时飞轮储能系统达到预设的爬坡阶段终点，飞轮储能系统退出agc调频过程，等待维持阶段触发。91.当agc功率指令发生变化时，进入新的跟踪环节，此时飞轮储能系统从响应阶段出发。92.s4：当所述飞轮储能系统处于维持阶段，根据所述变化后的agc功率指令和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第三实时功率指令，并根据所述第三实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出维持阶段的预设条件。93.当满足预设的维持阶段起点，即机组实时出力p与agc功率指令pagc相等时，则飞轮储能系统进入维持阶段，参与维持阶段的调节过程。94.s4中，根据变化后的agc功率指令和发电机组的实时功率计算飞轮储能系统的第三实时功率指令可以包括：95.(1)判断变化后的agc功率指令与发电机组的实时功率的差值的绝对值是否大于发电机组的稳态功率偏差，即判断机组实时出力p与agc功率指令的偏差的绝对值是否大于稳态功率偏差pstable。96.(2)若是，则在变化后的agc功率指令大于发电机组的实时功率时，以变化后的agc功率指令和发电机组的实时功率作为输入，利用第三计算公式计算飞轮储能系统的第三实时功率指令；在变化后的agc功率指令小于发电机组的实时功率时，以变化后的agc功率指令和发电机组的实时功率作为输入，利用第四计算公式计算飞轮储能系统的第三实时功率指令。97.当机组实时出力p小于agc功率指令pagc时，第三计算公式为：pflywheel＝p-pagc+pstable；其中，pflywheel为第三实时功率指令；p为发电机组的实时功率；pagc为变化后的agc功率指令；pstable为发电机组稳态功率偏差。当机组实时出力p大于agc功率指令pagc时，第四计算公式为：pflywheel＝p-pagc-pstable。98.在计算得到飞轮储能系统的第三实时功率指令后，则根据第三实时功率指令控制飞轮储能系统工作，具体通过飞轮储能侧dcs将计算得到的飞轮储能系统的第三实时功率指令下发给飞轮储能系统中的飞轮的变流器，以进行飞轮功率输出的控制。此时，飞轮根据该第三实时功率指令进行充放电动作，当第三实时功率指令为正值，飞轮储能系统作为电动机开始给飞轮充电，此时飞轮的电量上升；当第三实时功率指令为负值，飞轮储能系统作为发电机开始将转子的动能转化为电量，输入到电网中完成放电动作。99.飞轮储能系统退出维持阶段的预设条件为：agc功率指令发生变化，即满足预设的维持阶段终点；或者，变化后的agc功率指令和发电机组的实时功率的差值的绝对值大于飞轮储能系统的最大可输出功率。100.当agc功率指令变化时，飞轮储能系统退出维持阶段，进入响应阶段，参与响应阶段的调节过程。101.当机组实时出力与agc功率指令偏差过大，即当二者偏差的绝对值大于飞轮储能系统的最大出力(即最大可输出功率)时，飞轮储能系统退出维持阶段。102.本实施例的控制方法可以控制飞轮储能系统参与发电机组进行agc调频，针对考核指标将跟踪agc功率指令的过程分段进行控制，大大改善发电机组的时滞特性，提高跟踪agc功率指令的跟踪效率和跟踪效果。此外，结合发电机组现实运行情况来设置相应的退出各个阶段的预设条件，能够尽可能减少飞轮储能系统的使用，保证其电量的充沛，比如在维持阶段，当机组实时出力与agc功率指令偏差过大，飞轮储能系统便退出。且本实施例按照考核指标来设计飞轮储能系统参与各个阶段的功率指令计算公式，得到飞轮储能系统的输出功率指令，以使飞轮储能系统按照考核指标最大化的标准来进行功率输出，即飞轮储能系统在各个阶段的功率输出指令都是依据发电机组响应agc调节时当前出力所处的考核范围来确定的，飞轮储能系统在根据考核指标划分出的不同考核范围下，输出该阶段的输出功率，提升发电机组的考核指标的性能。103.实施例2：104.本实施例用于提供一种飞轮储能系统参与agc调频的控制系统，用于在发电机组跟踪agc功率指令时，控制飞轮储能系统辅助跟踪agc功率指令，如图2所示，所述控制系统包括：105.数据获取模块m1，用于获取发电机组在agc功率指令发生变化的变化时刻的初始功率，并根据所述发电机组在跟踪变化后的agc功率指令时输出的实时功率确定飞轮储能系统所处阶段；106.响应阶段控制模块m2，用于当所述飞轮储能系统处于响应阶段，根据所述发电机组的实时功率和所述初始功率计算所述飞轮储能系统的第一实时功率指令，并根据所述第一实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出响应阶段的预设条件；107.爬坡阶段控制模块m3，用于当所述飞轮储能系统处于爬坡阶段，根据爬坡阶段终点对应的第二目标功率和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第二实时功率指令，并根据所述第二实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出爬坡阶段的预设条件；108.维持阶段控制模块m4，用于当所述飞轮储能系统处于维持阶段，根据所述变化后的agc功率指令和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第三实时功率指令，并根据所述第三实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出维持阶段的预设条件。109.本说明书中每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。110.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。当前第1页12当前第1页12
技术特征：
1.一种飞轮储能系统参与agc调频的控制方法，用于在发电机组跟踪agc功率指令时，控制飞轮储能系统辅助跟踪agc功率指令，其特征在于，所述控制方法包括：获取发电机组在agc功率指令发生变化的变化时刻的初始功率，并根据所述发电机组在跟踪变化后的agc功率指令时输出的实时功率确定飞轮储能系统所处阶段；当所述飞轮储能系统处于响应阶段，根据所述发电机组的实时功率和所述初始功率计算所述飞轮储能系统的第一实时功率指令，并根据所述第一实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出响应阶段的预设条件；当所述飞轮储能系统处于爬坡阶段，根据爬坡阶段终点对应的第二目标功率和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第二实时功率指令，并根据所述第二实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出爬坡阶段的预设条件；当所述飞轮储能系统处于维持阶段，根据所述变化后的agc功率指令和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第三实时功率指令，并根据所述第三实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出维持阶段的预设条件。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述发电机组在跟踪变化后的agc功率指令时输出的实时功率确定飞轮储能系统所处阶段具体包括：根据预设的响应阶段起点和预设的响应阶段终点判断所述飞轮储能系统是否处于响应阶段；根据预设的爬坡阶段起点和预设的爬坡阶段终点判断所述飞轮储能系统是否处于爬坡阶段；根据预设的维持阶段起点和预设的维持阶段终点判断所述飞轮储能系统是否处于维持阶段；其中，所述预设的响应阶段起点为：所述agc功率指令发生变化；所述预设的响应阶段终点为：所述发电机组的实时功率与所述初始功率的差值的绝对值大于第一预设偏差值；所述预设的爬坡阶段起点为：所述发电机组的实时功率达到第一目标功率；所述第一目标功率的计算公式为：p1＝p0+a*(p
agc-p0)；其中，p1为第一目标功率；p0为初始功率；a为第一比例；p
agc
为变化后的agc功率指令；所述预设的爬坡阶段终点为：所述发电机组的实时功率达到第二目标功率；所述第二目标功率的计算公式为：p2＝p0+b*(p
agc-p0)；其中，p2为第二目标功率；p0为初始功率；b为第二比例；p
agc
为变化后的agc功率指令；b>a；所述预设的维持阶段起点为：所述发电机组的实时功率和所述变化后的agc功率指令相等；所述预设的维持阶段终点为：所述agc功率指令发生变化。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在获取发电机组在agc功率指令发生变化的变化时刻的初始功率之前，所述控制方法还包括：判断agc功率指令是否发生变化，具体包括：判断当前时刻的agc功率指令与上一变化时刻的agc功率指令的差值的绝对值是否大于第二预设偏差值；若是，则agc功率指令发生变化，并将所述当前时刻记为变化时刻。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述发电机组的实时功率和所述初始功率计算所述飞轮储能系统的第一实时功率指令具体包括：判断所述变化后的agc功率指令是否大于所述发电机组的实时功率；若是，则以所述发电机组的实时功率和所述初始功率作为输入，利用第一计算公式计
算所述飞轮储能系统的第一实时功率指令；若否，则以所述发电机组的实时功率和所述初始功率作为输入，利用第二计算公式计算所述飞轮储能系统的第一实时功率指令；所述第一计算公式为：p
flywheel
＝p
stable-(p-p0)；其中，p
flywheel
为第一实时功率指令；p
stable
为发电机组的稳态功率偏差；p为发电机组的实时功率；p0为初始功率；所述第二计算公式为：p
flywheel
＝-p
stable-(p-p0)。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述退出响应阶段的预设条件为：所述飞轮储能系统达到预设的响应阶段终点；或者，所述飞轮储能系统达到预设的爬坡阶段触发条件；当所述变化后的agc功率指令大于所述发电机组的实时功率时，所述预设的爬坡阶段触发条件为：所述发电机组的实时功率与所述飞轮储能系统的最大可输出功率的和大于爬坡阶段终点对应的第二目标功率；当所述变化后的agc功率指令小于所述发电机组的实时功率时，所述预设的爬坡阶段触发条件为：所述发电机组的实时功率与所述飞轮储能系统的最大可输出功率的差值小于爬坡阶段终点对应的第二目标功率。6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据爬坡阶段终点对应的第二目标功率和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第二实时功率指令具体包括：计算爬坡阶段终点对应的第二目标功率与所述发电机组的实时功率的差值，得到所述飞轮储能系统的第二实时功率指令。7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述退出爬坡阶段的预设条件为：所述飞轮储能系统达到预设的爬坡阶段终点；或者，所述agc功率指令发生变化。8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述变化后的agc功率指令和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第三实时功率指令具体包括：判断所述变化后的agc功率指令与所述发电机组的实时功率的差值的绝对值是否大于发电机组的稳态功率偏差；若是，则当所述变化后的agc功率指令大于所述发电机组的实时功率时，利用第三计算公式计算所述飞轮储能系统的第三实时功率指令；当所述变化后的agc功率指令小于所述发电机组的实时功率时，利用第四计算公式计算所述飞轮储能系统的第三实时功率指令；所述第三计算公式为：p
flywheel
＝p-p
agc
+p
stable
；其中，p
flywheel
为第三实时功率指令；p为发电机组的实时功率；p
agc
为变化后的agc功率指令；p
stable
为发电机组的稳态功率偏差；所述第四计算公式为：p
flywheel
＝p-p
agc-p
stable
。9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述退出维持阶段的预设条件为：所述agc功率指令发生变化；或者，所述变化后的agc功率指令与所述发电机组的实时功率的差值的绝对值大于所述飞轮储能系统的最大可输出功率。10.一种飞轮储能系统参与agc调频的控制系统，用于在发电机组跟踪agc功率指令时，控制飞轮储能系统辅助跟踪agc功率指令，其特征在于，所述控制系统包括：数据获取模块，用于获取发电机组在agc功率指令发生变化的变化时刻的初始功率，并根据所述发电机组在跟踪变化后的agc功率指令时输出的实时功率确定飞轮储能系统所处阶段；
响应阶段控制模块，用于当所述飞轮储能系统处于响应阶段，根据所述发电机组的实时功率和所述初始功率计算所述飞轮储能系统的第一实时功率指令，并根据所述第一实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出响应阶段的预设条件；爬坡阶段控制模块，用于当所述飞轮储能系统处于爬坡阶段，根据爬坡阶段终点对应的第二目标功率和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第二实时功率指令，并根据所述第二实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出爬坡阶段的预设条件；维持阶段控制模块，用于当所述飞轮储能系统处于维持阶段，根据所述变化后的agc功率指令和所述发电机组的实时功率计算所述飞轮储能系统的第三实时功率指令，并根据所述第三实时功率指令控制所述飞轮储能系统工作，直至达到退出维持阶段的预设条件。

技术总结
本发明公开一种飞轮储能系统参与AGC调频的控制方法及系统，涉及AGC调频技术领域，当飞轮储能系统处于响应阶段，根据发电机组的实时功率和初始功率计算飞轮储能系统的第一实时功率指令，当飞轮储能系统处于爬坡阶段，根据爬坡阶段终点对应的第二目标功率和发电机组的实时功率计算飞轮储能系统的第二实时功率指令，当飞轮储能系统处于维持阶段，根据变化后的AGC功率指令和发电机组的实时功率计算飞轮储能系统的第三实时功率指令，并根据各个阶段的实时功率指令控制飞轮储能系统工作，通过飞轮储能系统辅助发电机组跟踪AGC功率指令，可提高AGC功率指令的跟踪效率和跟踪效果。可提高AGC功率指令的跟踪效率和跟踪效果。可提高AGC功率指令的跟踪效率和跟踪效果。


技术研发人员：肖峰 罗志炜 丁浩天 梁璐 禹梅 魏波 洪烽
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司电力科学研究院
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/7/18