【精彩论文】基于 Fréchet 算法的电化学储能 AGC 控制性能评价指标

Original 中国电力中国电力 2023-12-18

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黄昊

河海大学

吴继平

南瑞集团有限公司

引文信息

黄昊, 吴继平, 滕贤亮, 等. 基于Fréchet算法的电化学储能AGC控制性能评价指标[J]. 中国电力, 2020, 53(1): 108-114.

HUANG Hao, WU Jiping, TENG Xianliang, et al. Performance indices of electrochemical energy storage for AGC control based on the discrete Fréchet algorithm[J]. Electric Power, 2020, 53(1): 108-114.

研究背景

电化学储能具有响应调节速率快、调节精度高、可充可放的运行特性，在电网调峰调频、新能源消纳、配用电等环节得到了广泛应用，应用范围有逐渐扩大和深入的趋势。相比传统水电、火电机组，电化学储能参与电网调频的技术优势非常明显，将电化学储能纳入电网频率控制具有很好的应用前景。

论文所解决的问题及意义

针对国内外现有 AGC 性能指标设计适用性不强，未考虑到电化学储能这类新型调节资源的问题，本文基于 Fréchet 算法设计了一种电化学储能AGC 控制性能的新型评价指标，能适应各类调节资源跟踪控制指令效果和效能，可以更加全面地对调节资源进行评价。其中，提出的新型性能指标具有如下特点：

（1）相似度算法适应电化学储能调节特性，不受计算窗长度和初始值变化的影响，具有很好的鲁棒性；

（2）新型性能评价指标同时适应储能机组和常规机组调节特性，能够将不同调节特性的调节资源纳入统一性能评价，满足辅助服务市场的技术要求；

（3）性能指标在计算结果上简单明了，便于在实际运行中对电化学储能参与调频进行快速计算与能力分析。

论文重点内容

本文以储能和常规AGC机组的出力特征为评价目标，基于Fréchet 距离相似性算法，动态滑动出力序列，测算调节资源实际出力曲线与目标出力曲线的相似性，从而实现对AGC机组的综合评价。主要研究内容如下。

（1）研究储能调节资源的控制特性，基于储能与常规火电机组特性的对比如图1所示。可以看出，储能出力响应呈现阶跃式变化，与火电机组几十s至min级别的逐步爬升过程差异较大；储能可以稳定地保持在目标功率出力，但火电机组的调节偏差比较明显；储能实际出力与给定出力曲线近乎相似重合，而传统火电机组的调节曲线有明显延迟和偏差。

图1 AGC机组实时测试曲线

（2）基于对储能机组出力调节特性的分析，提出一种测量曲线相似度的方法—Fréchet距离算法。算法流程示意如图2所示。

图2 Fréchet 距离算法流程

（3）基于Fréchet 距离相似性算法，通过测算调节资源实际出力曲线与目标出力曲线的相似性，本文提出能体现电化学储能优异调节性能、适应储能机组与常规机组调节效果差异的新型性能评价指标。

研究结论

基于 Fréchet 距离判别相似性的算法，本文提出了基于曲线相似性判别的相似度指标、延迟度指标以及偏差度指标和贡献度指标，利用电化学储能和常规机组的实际调节数据，对提出的调节性能指标进行了算例验证，结果证明了新型指标的有效性。本文提出的新型指标，不仅适用于不同类型、不同容量的机组，同时可以表征出机组之间性能评测结果的差异，有助于设计相关市场规则，将储能纳入现有的辅助服务市场中。

主要作者介绍

第一作者：黄昊（1996—），女，硕士研究生，从事大电网自动发电控制策略研究。

E-mail: huanghaoder@163.com；

第二作者：吴继平（1984—），男，硕士，高级工程师，从事电力系统自动发电控制、新能源发电控制研发工作。

E-mail: wujiping@ sgepri.sgcc.com.cn；

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