[發(fā)明專利]一種基于錳酸鋰電池儲能系統的電網調頻調壓方法

有效

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• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109599881B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 謝強強;秦會斌;申屠相镕;楊勝英;華詠竹
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/24;H02J3/46;H02J7/00;H01M10/42
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 陸永強

本發(fā)明公開了一種基于錳酸鋰電池儲能系統的電網調頻調壓方法,通過電池儲能系統對配電網進行調頻調壓，保證電能質量。在對配電網的調節(jié)過程中，對電池的實時監(jiān)控可以使電池的剩余電量維持在一定范圍內避免充放電過程中電池過充和過放，以確保蓄電池的工作狀態(tài)和使用壽命；對調節(jié)功率的優(yōu)化計算可以獲得最佳的調節(jié)功率，可以同時滿足于配電網的頻率和電壓的調節(jié)，避免了調節(jié)過程中對電池進行頻繁充電和放電操作以提高電池的使用壽命。

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統技術領域，尤其涉及一種基于錳酸鋰電池儲能系統的電網調頻調壓方法。

背景技術

近年來，化石燃料在利用過程中對環(huán)境造成嚴重的危害，大量化石能源消耗引起溫室氣體的排放導致溫室效應增強，大量有害氣體排放。隨著化石能源儲量的逐步降低，全球能源危機也日益迫近，可再生能源(太陽能，風能，水能，生物質能，地熱能，海洋能等)在過去30年間增長率超過了一次能源的增長率，我國自《可再生能源法》頒布后，可再生能源產業(yè)取得了高速發(fā)展。分布式能源可利用可再生能源發(fā)電，以小規(guī)模，模塊化，分散式的方式分布在用戶端，實現以直接滿足用戶多種需求的能源梯級利用，并通過中央能源供應系統提供支持和補充。

分布式能源發(fā)電在我國處于起步階段，可再生能源的存在間歇性，其發(fā)電量會隨之時間，天氣，季節(jié)的變化而變化，并網發(fā)電會影響電能的質量，降低電網的穩(wěn)定性，使電網的電壓和頻率產生波動。電池儲能技術可以快速響應，準確跟蹤，可以解決大規(guī)模間歇性可再生能源并網引發(fā)的頻率電壓波動難題。國家積極鼓勵各類主體按照市場化原則投資運營接入電網的儲能系統，允許儲能系統作為獨立主體參與輔助服務交易。全球正在積極開展電池儲能用于調頻調壓的項目，然而對于電池儲能單次完成調頻調壓相關控制策略并未深入探討。

發(fā)明內容

根據現有技術存在的問題，本發(fā)明公開了一種基于電池儲能系統的電網調頻調壓方法，具體包括以下步驟：

步驟1：獲取電池的剩余電量并確定其狀態(tài)。實時監(jiān)控電池的SOC，合理利用電池用于配電網的調頻調壓，提高電池的壽命：為了避免電池過充或過放對電池造成損傷，根據電池的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：

上述的SOC_i為當前時間點電池單元i的剩余電量，為上個時間點電池單元i的剩余電量。

電池儲能系統調頻調壓時，首先要確定電池儲能單元的狀態(tài)：

當電池單元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：計算配電網n節(jié)點的電壓調節(jié)功率ΔP_V1，ΔP_V2，...，ΔP_Vn。計算電池儲能系統參與調壓的功率通過電力潮流算法獲得。電壓的敏感系數可以通過牛頓-拉夫遜潮流計算中的雅可比行列式的逆矩陣J^-1獲得