[發(fā)明專利]一種基于電池儲能電源的電網(wǎng)一次調頻控制方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910088029.2
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109524974B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 李欣然;崔曦文;黃際元;楊俊;黃治國
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/32
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 龔燕妮

1.一種基于電池儲能電源的電網(wǎng)一次調頻控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：實時監(jiān)測電網(wǎng)頻率，并實時計算相較于電網(wǎng)頻率額定值的電網(wǎng)頻率偏差絕對值，并判斷電網(wǎng)頻率偏差絕對值是否大于或等于預設的電網(wǎng)頻率穩(wěn)定閾值；

其中，若大于或等于預設的電網(wǎng)頻率穩(wěn)定閾值，則進行調頻處理，執(zhí)行步驟S2；否則，重復步驟S1；

從第一次監(jiān)測到電網(wǎng)頻率偏差絕對值大于或等于電網(wǎng)頻率穩(wěn)定閾值直至監(jiān)測到電網(wǎng)頻率偏差絕對值等于穩(wěn)態(tài)頻率偏差值的時間為一次調頻周期；

S2：計算當前時刻電網(wǎng)頻率偏差變化率，并基于電網(wǎng)頻率偏差以及所述電網(wǎng)頻率偏差變化率與預設擾動閾值計算儲能電源出力；

在所述一次調頻周期內基于實時計算的電網(wǎng)頻率偏差以及頻率偏差變化率實時調節(jié)儲能電源出力，當前時刻電網(wǎng)頻率偏差值大于0時，所述儲能電源充電，小于0時，所述儲能電源放電；

所述電網(wǎng)頻率偏差變化率絕對值大于或等于預設擾動閾值時，儲能電源出力定義為△P_step，計算公式如下：

式中，M_E、K_E分別表示儲能電池的虛擬慣性系數(shù)和虛擬單位調節(jié)系數(shù)；a₁、a₂分別表示虛擬慣性模式和虛擬下垂模式的分配比例系數(shù)，f_i、f_i-1、f₀分別表示當前時刻的電網(wǎng)頻率、前一采樣時刻的電網(wǎng)頻率和電網(wǎng)頻率的額定值，Δt表示相鄰電網(wǎng)頻率采樣時刻的時間差；

所述電網(wǎng)頻率偏差變化率絕對值小于預設擾動閾值時，儲能電源出力定義為△P_continue，計算公式如下：

ΔP_continue＝K_E·(f_i-f₀)

其中，虛擬慣性模式和虛擬下垂模式的分配比例系a₁、a₂的獲取方式如下：

當前時刻電網(wǎng)頻率低于電網(wǎng)頻率額定值且當前時刻電網(wǎng)頻率偏差變化率小于0，分配比例系a₁、a₂的計算公式如下：

當前時刻電網(wǎng)頻率高于電網(wǎng)頻率額定值且當前時刻電網(wǎng)頻率偏差變化率大于0，分配比例系a₁、a₂為：

當前時刻電網(wǎng)頻率低于電網(wǎng)頻率額定值且當前時刻電網(wǎng)頻率偏差變化率小于0或者當前時刻電網(wǎng)頻率高于電網(wǎng)頻率額定值且當前時刻電網(wǎng)頻率偏差變化率大于于0，分配比例系a₁、a₂的計算公式如下：

式中，Δf_i表示當前時刻電網(wǎng)頻率偏差，△f_max表示當前一次調頻周期內最大頻率偏差值，△f_low為預設的電網(wǎng)頻率穩(wěn)定閾值。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S2中系數(shù)K_E的計算公式如下：

式中，表示儲能電源放電時的虛擬單位調節(jié)系數(shù)K_E，表示儲能電源充電時的虛擬單位調節(jié)系數(shù)K_E，K_max表示儲能電源的虛擬單位調節(jié)系數(shù)的最大值；SOC(i)表示i時刻儲能電源的荷電狀態(tài)；SOC_initial表示儲能電源的初始荷電狀態(tài)；SOC_max和SOC_min分別表示儲能電源的最大荷電狀態(tài)和最小荷電狀態(tài)，n為靈敏度系數(shù)。

3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于：所述靈敏度系數(shù)是當儲能電源達到最大荷電狀態(tài)和最小荷電狀態(tài)時，虛擬單位調節(jié)系數(shù)對SOC的靈敏度為零計算出的，計算公式如下：

其中，K_ndis、K_nch分別表示儲能電源放電時、充電時的虛擬單元調節(jié)系數(shù)對SOC的靈敏度。

4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于：儲能電源的初始荷電狀態(tài)SOC_initial的取值為0.5。