Système combiné de régulation de fréquence incendie et stockage

Systèmes de stockage d'énergie par batteriesont utilisés dans presque tous les domaines de la production, du transport et de la consommation d’électricité. En raison de leur temps de réponse court, de leur vitesse de réglage rapide et de leur haute précision de contrôle, ils apportent une grande extension et amélioration des fonctions ou des performances à tous les domaines d'application.

Principes de base de l'AGC dans les unités thermiques

Le système de contrôle automatique de la fréquence et de la puissance active dans un système électrique est appelé contrôle automatique du générateur (AGC). Il fait généralement référence à l'augmentation ou à la diminution automatique des commandes de charge cible pour les unités de production directement par le centre de répartition du réseau électrique via le système de contrôle distribué (DCS). C'est une fonction de base des unités génératrices.

Dans le but de produire une énergie électrique de haute-qualité, l'AGC (Automatic Generation Control) satisfait l'équilibre en temps réel-de l'offre et de la demande d'énergie et répond aux changements de charge en quelques minutes à plusieurs dizaines de minutes, appartenant ainsi à la régulation de fréquence secondaire. Ses tâches fondamentales comprennent le maintien de la fréquence du réseau dans la plage d'erreur admissible, c'est-à-dire l'ajustement sans erreur de fréquence {{5} ; contrôler la puissance d'échange nette du réseau interconnecté pour fonctionner selon la valeur prévue ; contrôler l'énergie électrique échangée du réseau interconnecté dans la limite prévue ; et coordonner les centrales électriques (unités) participant à la régulation à distance pour fonctionner selon le principe d'allocation économique optimale, de façon à maximiser les avantages du réseau, dans le but de respecter les contraintes de sécurité du réseau, la fréquence du réseau et le plan d'échange net d'énergie externe, participant ainsi à la régulation de fréquence tertiaire.

Pour garantir le fonctionnement sûr et stable du système électrique, il existe des exigences cibles en matière de capacité et de capacité réglable des unités de production participant aux opérations AGC (Automatic Generation Control). Dans le système électrique chinois, la capacité nominale des unités de production participant à l'AGC exige généralement qu'elles représentent plus de 50 % de la capacité installée totale du système, et la capacité réglable des unités de production participant à l'AGC représente plus de 15 % de la charge de pointe du système. Plus précisément, pour les unités de puissance thermique participant à l'AGC, lorsque la puissance nominale est P, la plage de régulation de puissance est généralement de 50 %P à 100 %P ; le taux de changement de puissance maximum par minute est de 3 % P ; le temps de réponse de régulation de charge doit être inférieur à 30 secondes ; et pour l'erreur de régulation dynamique, en prenant comme exemple une unité de puissance thermique de 300 MW, l'erreur de régulation est inférieure à 3 MW et l'erreur maximale est inférieure à 5 MW.

 

Le système AGC, comme le montre la figure, se compose principalement du contrôleur AGC au centre de répartition du réseau électrique, d'un canal de transmission-en temps réel, d'une unité de commande à distance (RTU) et du DCS de l'unité. Le centre de répartition du réseau électrique, basé sur des données en temps réel-sur la charge du réseau, l'état de fonctionnement des unités et la fréquence du réseau, répartit à distance les charges vers les unités, générant des commandes AGC.

Ces commandes sont transmises au RTU de la centrale électrique via le canal de transmission à distance, par exemple via une communication avec l'opérateur. La RTU transmet ensuite les commandes AGC sous forme de signaux de courant 4-20 mA au DCS de l'unité. Le DCS ajuste la puissance de sortie réelle de l'unité en fonction des limites de charge et des points de consigne du taux de changement de charge, en suivant les commandes AGC. Simultanément, l'état en temps réel-de l'unité, tel que la puissance de sortie réelle, l'état d'activation de l'AGC, les limites de charge et de taux de changement, est converti en signaux 4-20 mA par des émetteurs et transmis au RTU. La RTU convertit ensuite l'état en temps réel-de l'unité en données télémétriques, qui sont transmises au centre de répartition du réseau électrique via le canal de transmission à distance à l'aide d'une communication porteuse haute-fréquence. Par conséquent, AGC est un système de contrôle à distance en boucle fermée pour le processus de production d’électricité, construit sur un système informatique de contrôle de surveillance et d’acquisition de données (SCADA), un système de contrôle de coordination de groupe électrogène et un système de transmission d’informations hautement fiable.

La régulation AGC et le processus de réponse typique d'une unité de puissance thermique sont illustrés dans la figure :

En tant que service auxiliaire payant fourni par les centrales électriques au réseau électrique, l'AGC (Contrôle automatique de la production) est réglementé par divers réseaux électriques régionaux par le biais de règles de mise en œuvre détaillées correspondantes pour la gestion des services auxiliaires de production connectés au réseau-et la gestion des opérations connectées au réseau- (appelées "les deux règles"). Ces règles prévoient des règles détaillées sur les méthodes de calcul et d'évaluation de l'indice de performance pour les services auxiliaires payants, y compris l'AGC. En prenant comme exemple les « deux règles » (version révisée 2019) pour les centrales électriques du réseau électrique régional de la Chine du Nord, les indicateurs d'évaluation des groupes électrogènes fournissant des services AGC incluent l'indice de rentabilité K._Aet l'indice de performance de la régulation K_p, où K_pest représenté par la formule suivante :

K_p=K₁×K₂×K₃

Dans la formule :