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核储一体化调频下控制策略与储能容量配置研究

钱虹 王国平 李宝龙

方朝雄, 李旭东, 林章岁, 等. 核电机组对电力系统一次调频性能影响仿真分析[J]. 华北电力大学学报(自然科学版), 2019, 46(5): 54-60 doi: 10.13832/j.jnpe.2024.01.0171
引用本文: 方朝雄, 李旭东, 林章岁, 等. 核电机组对电力系统一次调频性能影响仿真分析[J]. 华北电力大学学报(自然科学版), 2019, 46(5): 54-60 doi: 10.13832/j.jnpe.2024.01.0171
Qian Hong, Wang Guoping, Li Baolong. Research on Control Strategy and Energy Storage Capacity Allocation under NAC and Frequency Regulation[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(1): 171-177. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.01.0171
Citation: Qian Hong, Wang Guoping, Li Baolong. Research on Control Strategy and Energy Storage Capacity Allocation under NAC and Frequency Regulation[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(1): 171-177. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.01.0171

核储一体化调频下控制策略与储能容量配置研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.01.0171
基金项目: 上海市自然科学基金(19ZR1420700)
详细信息
    作者简介:

    钱 虹(1967—),女,教授,现主要从事电厂智能控制、故障诊断的研究,E-mail: qianhong.sh@163.com

    通讯作者:

    王国平,E-mail: 1165569237@qq.com

  • 中图分类号: TL334

Research on Control Strategy and Energy Storage Capacity Allocation under NAC and Frequency Regulation

  • 摘要: 针对核电参与一次调频,为减少核电机组动作次数,本研究提出核储一体化的调频模式,设计核储协同调频的控制策略。通过电池寿命分析,结合全年电网频率的大数据分析,搭建以储能成本最低为目标的求解模型,用改进粒子群算法寻优求得储能最佳容量。根据某电网一年的频率统计,以实际核电厂运行参数为例进行计算验证。研究结果表明,本文所提出的方案不仅可以使核电厂具备一次调频能力,而且能大大降低机组负荷变动次数。因此,本方案可以在实现核电厂参与一次调频的同时保证机组运行的安全。

     

  • 图  1  核储一体化接线图

    Figure  1.  Electrical System of NAC

    图  2  储能循环次数与放电深度关系曲线图

    Figure  2.  Relationship between the Number of Energy Storage Cycles and the Depth of Discharge

    图  3  基于BA-PSO算法储能容量求解流程

    Figure  3.  Solving Process of Energy Storage Capacity Based on BA-PSO Algorithm

    图  4  某核电厂2022年频率波动数据概率统计

    Figure  4.  Probability Statistics of Frequency Fluctuation Data of a Power Plant in 2022

    图  5  某核电厂四季典型工作日频率数据

    Figure  5.  Typical Weekday Frequency Data of a Nuclear Power Plant for Four Seasons

    图  6  一次调频功率指令分布

    Figure  6.  Power Command Distribution of Primary Frequency Regulation

    图  7  储能成本确定示意图

    Figure  7.  Schematic Diagram of Energy Storage Cost Determination       

    表  1  某型号锂电池放电深度与循环寿命对应关系

    Table  1.   Correspondence between Depth of Discharge and Cycle Life of a Model of Lithium Battery

    放电深度 循环寿命/次 放电深度 循环寿命/次
    0.1 40000 0.6 9500
    0.2 27000 0.7 7500
    0.3 20000 0.8 6000
    0.4 15000 0.9 5000
    0.5 12000 1.0 4000
    下载: 导出CSV

    表  2  某核电厂夏季典型工作日调频结果对比

    Table  2.   Comparison of Typical Weekday Frequency Regulation Results in Summer of a Nuclear Power Plant

    运行方式 平均调节
    时间/s
    控制棒动作
    次数/次
    最高上调
    功率/MW
    最低下调
    功率/MW
    核电机组 30 326 22 22
    核储一体化系统 4 6 22 0
    下载: 导出CSV
  • [1] 陈国平,李明节,许涛,等. 关于新能源发展的技术瓶颈研究[J]. 中国电机工程学报,2017,37(1):20-27.
    [2] 方朝雄,李旭东,林章岁,等. 核电机组对电力系统一次调频性能影响仿真分析[J]. 华北电力大学学报(自然科学版), 2019, 46(5): 54-60

    方朝雄, 李旭东, 林章岁, 等. 核电机组对电力系统一次调频性能影响仿真分析[J]. 华北电力大学学报(自然科学版), 2019, 46(5): 54-60
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    [5] 蔡宝玲,马晓珑,孟强,等. 高温气冷堆核电机组一次调频控制策略研究[J]. 热力发电,2022,51(2):71-77.
    [6] 仵华南,李华东,李昌卫,等. 用混合储能辅助核电一次调频控制策略研究[J]. 山东电力技术,2022,49(3):14-19.
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-02
  • 录用日期:  2023-04-14
  • 修回日期:  2023-04-23
  • 刊出日期:  2024-02-15

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