Estudo de desempenho da regulação de frequência coordenada térmica-armazenamento baseada em modelo de otimização de dupla camada

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摘要

【Objetivo】 Para que as unidades termoelétricas respondam melhor ao impacto que o rápido desenvolvimento de novas energias exerce na estrutura da rede elétrica original, e para melhorar a estabilidade e a economicidade da operação das unidades termoelétricas, propõe-se a construção de um modelo de otimização de dupla camada baseado na previsão em tempo real da potência da unidade termoelétrica e na distribuição de controle fuzzy da potência de armazenamento para a regulagem dupla térmica-armazenamento da frequência. 【Método】 A camada superior do modelo utiliza a decomposição do desvio de frequência e a previsão em tempo real da potência térmica para otimizar a referência de potência, superando efetivamente o atraso de resposta da unidade; a camada inferior introduz uma estratégia de controle de lógica fuzzy para realizar a distribuição adaptativa precisa da potência. Com base nisso, utiliza-se um algoritmo genético multiobjetivo para otimizar o esquema de configuração da capacidade de armazenamento, e a avaliação quantitativa do desempenho da regulação de frequência sob diferentes estratégias de controle é realizada com base em indicadores como o grau de flutuação da frequência do sistema. Utilizou-se uma unidade termoelétrica de 600 MW como objeto de estudo e, por meio do algoritmo, obteve-se a configuração ótima de armazenamento: potência do armazenamento por volante de inércia de 8,5 MW, capacidade de 1,3 MW·h, potência do armazenamento por baterias de lítio de 3,6 MW, capacidade de 14,6 MW·h. O custo total do investimento correspondente é de 2,0277×105 dez mil yuans, com receita real de 850,95 yuans no ciclo de regulagem da frequência de 400 s. 【Resultado】 Após validação por simulação no software MATLAB/Simulink, conclui-se que a estratégia de otimização dupla térmica-armazenamento coordenada reduz a flutuação da frequência do sistema para 4,826×10–2 Hz sob perturbação em degrau, uma redução de 38,53% em comparação com a regulação independente da unidade térmica; o desvio médio absoluto das flutuações de potência é reduzido para 4,224 MW, uma diminuição de 32,57% comparado à operação independente; sob perturbações contínuas, a flutuação da frequência do sistema diminui 19,31%, o desvio médio absoluto das flutuações de potência diminui 78,71%, e a contribuição efetiva de energia aumenta 0,527 MW·h. 【Conclusão】 A estratégia de controle de otimização de dupla camada térmica-armazenamento estabiliza efetivamente as flutuações de frequência e potência do sistema, alivia a pressão da regulação de frequência para unidades térmicas, melhora a eficiência de uso do sistema de armazenamento e os benefícios econômicos da regulação de frequência, fornecendo uma nova direção para a atualização tecnológica da flexibilidade térmica.

关键词

controle preditivo;armazenamento multicomposto multivariado;controle de otimização de dupla camada;regulação primária da frequência térmica;indicadores de avaliação

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