Estudio del rendimiento de regulación de frecuencia coordinada térmico-almacenamiento basado en un modelo de optimización de doble capa

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摘要

【Objetivo】 Para que las unidades de generación térmica puedan responder mejor al impacto que el rápido desarrollo de las nuevas energías tiene en la estructura de la red eléctrica existente, y para mejorar la estabilidad y economía de la operación de las unidades térmicas, se propone un modelo de optimización de doble capa basado en la predicción en tiempo real de la potencia térmica y la distribución de control difuso de la potencia de almacenamiento para la regulación coordinada térmico-almacenamiento. 【Método】 La capa superior del modelo utiliza la descomposición de la desviación de frecuencia y la predicción en tiempo real de la potencia térmica para optimizar la referencia de potencia, superando eficazmente el retardo de respuesta de la unidad; la capa inferior introduce una estrategia de control lógico difuso para realizar una distribución adaptativa precisa de la potencia. Con base en esto, se utiliza un algoritmo genético multiobjetivo para optimizar la configuración de la capacidad de almacenamiento y se realiza una evaluación cuantitativa del rendimiento de regulación de frecuencia bajo diferentes estrategias de control basada en indicadores como el grado de fluctuación de la frecuencia del sistema. Se tomó una unidad térmica de 600 MW como objeto de estudio, obteniéndose la configuración óptima de almacenamiento: almacenamiento de volante con potencia de 8.5 MW y capacidad de 1.3 MW·h, almacenamiento de batería de litio con potencia de 3.6 MW y capacidad de 14.6 MW·h. El costo total de inversión correspondiente es de 2.0277×105 diez mil yuanes, con un ingreso real de 850.95 yuanes en un ciclo de regulación de frecuencia de 400 s. 【Resultados】 Tras la validación mediante simulación en MATLAB/Simulink, se concluye que la estrategia de optimización de doble capa coordinada térmico-almacenamiento reduce la fluctuación de la frecuencia del sistema a 4.826×10–2 Hz bajo una perturbación escalón, disminuyendo en un 38.53% en comparación con la regulación independiente de la unidad térmica; la desviación absoluta media de la fluctuación de la potencia se reduce a 4.224 MW, disminuyendo en un 32.57% en comparación con la operación independiente; bajo perturbaciones continuas, la fluctuación de la frecuencia del sistema disminuye en un 19.31%, la desviación absoluta media de la fluctuación de la potencia disminuye en un 78.71% y el aporte efectivo de electricidad aumenta en 0.527 MW·h. 【Conclusión】 La estrategia de control de optimización de doble capa coordinada térmico-almacenamiento estabiliza eficazmente las fluctuaciones de frecuencia y potencia del sistema, alivia la presión de regulación de frecuencia para las unidades térmicas, mejora la eficiencia de uso del sistema de almacenamiento y los beneficios económicos de la regulación de frecuencia, proporcionando una nueva dirección para la actualización tecnológica de la flexibilidad térmica.

关键词

control predictivo;almacenamiento compuesto multivariable;control de optimización de doble capa;regulación primaria de frecuencia térmica;indicadores de evaluación

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