[發(fā)明專利]一種基于錳酸鋰電池儲能系統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)壓方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811557304.2
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109599881B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝強(qiáng)強(qiáng);秦會斌;申屠相镕;楊勝英;華詠竹
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/24;H02J3/46;H02J7/00;H01M10/42
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 陸永強(qiáng)

1.一種基于錳酸鋰電池儲能系統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)壓方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：實(shí)時監(jiān)控電池的SOC以獲取電池的剩余電量并確定其狀態(tài)，根據(jù)電池的SOC將電池劃分為三個狀態(tài)：可充電可放電狀態(tài)，可充電不可放電狀態(tài)，可放電不可充電狀態(tài)，通過實(shí)時更新電池的SOC值SOC_i確定電池單元的狀態(tài),電池單元i的剩余電量通過如下方式獲取：

其中，SOC_i為當(dāng)前時間點(diǎn)電池單元i的剩余電量，為上個時間點(diǎn)電池單元i的剩余電量；P_i表示電池單元i的充放電功率；

電池儲能系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)壓時，首先要確定電池儲能單元的狀態(tài)：

當(dāng)電池單元i剩余電量SOC_i10％時，電池處于可充電不可放電狀態(tài)，電池單元i只能用于充電，不能用于放電，充電過程中剩余電量不能超過90％，當(dāng)充電過程中剩余電量超過90％時，電池狀態(tài)切換為可放電不可充電狀態(tài)；

當(dāng)電池單元i剩余電量SOC_i90％時，電池處于可放電不可充電狀態(tài)，電池單元i只能用于放電，不能用于充電，放電過程中剩余電量不能低過10％，當(dāng)放電過程中剩余電量低過10％時，電池狀態(tài)切換為可充電不可放電狀態(tài)；

當(dāng)電池單元i剩余電量10％SOC_i90％時，電池處于可充電可放電狀態(tài)，電池單元i可以用于放電，放電過程中剩余電量不能低過10％，當(dāng)放電過程中剩余電量低過10％時，電池狀態(tài)切換為可充電不可放電狀態(tài)，電池也可以用于充電，充電過程中剩余電量不能超過90％，當(dāng)充電過程中剩余電量超過90％時，電池狀態(tài)切換為可放電不可充電狀態(tài)；

步驟2：通過電力潮流算法計(jì)算配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的電壓調(diào)節(jié)功率ΔP_V1，ΔP_V2，...，ΔP_Vn，n為節(jié)點(diǎn)數(shù)；

電壓的敏感系數(shù)通過牛頓-拉夫遜潮流計(jì)算中的雅可比行列式的逆矩陣J^-1獲得

用S表示雅可比行列式的逆矩陣J^-1：

ΔU可以用下式獲得

ΔU＝S_UP·ΔP_V+S_UQ·ΔQ

當(dāng)配電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)只通過有功功率調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電壓所需功率可以用下式獲得

步驟3：所有節(jié)點(diǎn)敏感系數(shù)按從小到大排列，選取前三分之一節(jié)點(diǎn)作為備選點(diǎn)；

步驟4：通過下式計(jì)算總的電壓調(diào)節(jié)功率：

步驟5：計(jì)算總的頻率調(diào)節(jié)功率ΔP_f；

電池儲能系統(tǒng)調(diào)頻所需的功率通過模擬發(fā)電機(jī)模型的下垂控制獲得，根據(jù)電網(wǎng)頻率波動的范圍和電池儲能單元充放電功率的限定值計(jì)算出電池儲能單元參與調(diào)頻的頻率響應(yīng)系數(shù)K,由下式獲得：

其中：P_charge和P_discharge為電池儲能系統(tǒng)充電和放電功率的上限，f_base為電網(wǎng)的額定頻率，Δf_max和Δf_min為電網(wǎng)頻率偏差的最大和最小值，P_base為電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)功率；

電網(wǎng)對電池儲能系統(tǒng)調(diào)頻需求功率ΔP_f采用如下方式獲取：

ΔP_f＝K*Δf

步驟6：判斷頻率調(diào)節(jié)功率ΔP_f和電壓調(diào)節(jié)功率ΔP_V的大小；

步驟7：當(dāng)頻率調(diào)節(jié)功率ΔP_f小于電壓調(diào)節(jié)功率P_V時，選節(jié)點(diǎn)的電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功率ΔP_fi＝0；

步驟8：當(dāng)頻率調(diào)節(jié)功率ΔP_f大于電壓調(diào)節(jié)功率P_V時，備選節(jié)點(diǎn)的電池儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功率采用如下方式獲取：

ΔP_fi＝3(ΔP_f-ΔP_V)/n

步驟9：發(fā)送調(diào)節(jié)指令(ΔP_i)到各個節(jié)點(diǎn)的電池儲能系統(tǒng)，各個節(jié)點(diǎn)的調(diào)節(jié)功率采用如下方式獲取：

ΔP_i＝ΔP_fi+ΔP_Vi。