[發明專利]一種電池儲能系統參與電網一次調頻優化控制方法

有效

• 申請號: 201210348307.1
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN102891495A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 李建林;楊水麗;熊雄;惠東
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及電力系統領域，具體涉及一種電池儲能系統參與電網一次調頻優化控制方法。

背景技術

電力系統的頻率是電力系統運行的重要控制參數，與廣大用戶的電力設備以及發供電設備本身的安全和效率有著密切的關系。

（1）在電力一次調頻中，主要靠火電機組的蓄熱來快速響應一次調頻，因而受蓄熱的限制而存在一次調頻容量明顯不足的現象，甚至遠未達到理論一次調頻容量值；在電力一次調頻的實際運行中，一些電廠為減少機組磨損而自行閉鎖調頻功能的狀況普遍存在，這些因素影響著一次調頻的品質，甚至會加劇頻率的波動。

而大規模儲能系統響應速度快，短時功率吞吐能力強，與傳統調頻技術相結合，可作為一次調頻的有效輔佐手段。其可輔助傳統一次調頻技術防止頻率的進一步惡化與振蕩，甚至實現一次調頻的無差調節。

（2）儲能系統可減少電網所需調頻容量，提高電網的安全可靠性。儲能系統的快速響應與精確跟蹤能力使得其比傳統調頻機組的調頻效果高效3倍左右，因而可減少系統所需的調頻容量，節省電力系統的旋轉備用量。調頻中節省的電力系統的旋轉備用容量可用于電網的調峰、事故備用等，進一步提高了電網運行的安全與可靠性。儲能系統參與電力調頻也可獲得可觀的經濟回報與環境效益。儲能系統的經濟回報是燃氣輪機的3倍左右，儲能系統與燃氣輪機相比大幅減排。

（3）一些研究表明，儲能技術得到了發展與突破，已具備大規模應用于調頻的能力，儲能技術在調頻領域的應用也是最接近商業運營價值的。但一些地方在這一片領域尚屬于起步與借鑒階段。亟需加大儲能在輔助調頻領域中的相關研究的力度，利用儲能更好地服務于電力調頻。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種電池儲能系統參與電網一次調頻優化控制方法，通過電池儲能系統出力對電網頻率偏差進行校正，以滿足電網頻率控制目標和保持電池儲能系統具有較好的充/放電能力為原則，在控制過程中根據電池儲能系統最大出力、剩余容量狀態和控制目標，細化儲能出力控制，優化配置儲能容量。

本發明提供的一種電池儲能系統參與電網一次調頻優化控制方法，其改進之處在于，所述方法包括如下步驟：

（1）功率-頻率轉換控制模塊根據頻率差值判斷是否啟動電池儲能系統；是則進行步驟（2），否則循環此步驟；

（2）判斷電池儲能系統參與平衡校正的程度；

（3）根據電池荷電狀態SOC，結合步驟（2）的校正，所述功率-頻率轉換控制模塊控制電池管理單元對電池儲能系統進行控制，輸出相應功率。其中，SOC：Stage?of?Charge，為電池荷電狀態。

其中，步驟（1）中，數據采集模塊實時采集電網頻率和儲能電池荷電狀態SOC并傳給用于存儲數據的數據存儲管理模塊和用于控制的功率-頻率轉換控制模塊；

所述功率-頻率轉換控制模塊將所述電網頻率與50HZ做差，將其差值Δf_i與頻率死區的上限值Δf_SQ.上限或下限值Δf_SQ.下限做比較；若差值Δf_i大于Δf_SQ.上限或差值Δf_i小于Δf_SQ.下限，則啟動所述電池儲能系統；若Δf_i小于Δf_SQ.上限但大于Δf_SQ.下限，則不啟動所述電池儲能系統。

其中，步驟（2）中，頻率差值Δf_i大于Δf_SQ.上限，所述功率-頻率轉換控制模塊將頻率差值信號轉換成功率偏差信號ΔP_i，將所述功率偏差信號的絕對值|ΔP_i|與電池儲能系統最大出力P_Batt.max做比較，判斷電池儲能系統參與電網供需平衡校正調控的程度。

其中，若所述功率偏差信號的絕對值|ΔP_i|小于等于最大出力P_Batt.max，則電池儲能系統動作的功率為ΔP_i；若所述功率偏差信號的絕對值|ΔP_i|大于最大出力P_Batt.max，則電池儲能系統動作的功率值為最大功率P_Batt.max。

其中，步驟（3）所述電池荷電狀態SOC是指電池儲能系統中儲能電池荷電狀態，根據所述荷電狀態SOC_i值不同，分為五個區域，包括：