分布式電池儲能系統參與自動發電控制的協調控制方法

程亦直, 張沛超, 季珉杰, 方 陳

(1. 電力傳輸與功率變換控制教育部重點實驗室(上海交通大學), 上海市200240;2. 上海交通大學電子信息與電氣工程學院, 上海市200240; 3. 國網上海市電力公司電力科學研究院, 上海市 200437)

0 引言

大規模可再生能源接入電網后,其高波動性增大了電網對于自動發電控制(automatic generation control,AGC)爬坡率的需求[1-2]。如果僅依靠常規AGC機組,則會增大機組損耗,而且常規機組的響應時間接近1 min[3],難以響應快速AGC信號。而電池儲能系統(battery energy storage system,BESS)具有毫秒級的響應速度且易于調度,在參與AGC方面具有優勢[4]。例如:①在主電網中,美國聯邦能源監管委員會(Federal Energy Regulatory Commission,FERC)在2011年頒布了755號法案,允許BESS參與調頻市場并通過提供快速頻率調整服務來獲得高額補償[5-6],文獻[5,7]研究了BESS參與AGC的容量需求及控制策略;②在離網型微電網中,BESS較之常規可控電源能夠更好地維持微電網頻率質量[1]。

未來配電網和用戶側會存在大量分布式BESS。為了達到AGC市場的最小準入容量要求,需要利用聚合器(aggregator)集成多個分布式BESS。同時,較之集中式BESS,集成多個分布式BESS有利于防止“N-1”失效以及解決安裝場地限制等問題,也符合儲能投資主體多元化的趨勢。電池技術的快速發展以及動力電池的梯次利用,使得BESS在類型、容量、價格和性能上存在多樣性,如何對其進行協調控制成為儲能應用中的關鍵問題[7-9]。目前,BESS聚合器需要解決以下問題。

第1個問題是BESS集群內的功率分配問題。BESS參與AGC時被調用的平均功率大約僅為最大功率的1/2[6]。這樣,功率分配就存在較大的優化空間。……