[發明專利]一種考慮分布式儲能的電力系統一次調頻方法

有效

• 申請號: 201910686865.0
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110492505B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 曾君;胡家健;劉俊峰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/38
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發明公開了一種考慮分布式儲能的電力系統一次調頻方法，包括步驟：1)獲取分布式儲能i的本地信息及系統全局信息，以確定本地約束及全局約束；2)確定動作變量初始值及狀態變量初始值；3)根據與領域其它分布式儲能的交互通信，不斷迭代更新動作信息及狀態信息直至滿足收斂條件。本發明可在任意通信拓撲下實現分布式儲能調頻系數的快速優化分配，提高高比例可再生能源電力系統的調頻能力，具有較強的魯棒性和實際應用價值。

技術領域

本發明涉及電力系統一次調頻的技術領域，尤其是指一種考慮分布式儲能的電力系統一次調頻方法。

背景技術

近年來，可再生能源在能源短缺及社會環保意識覺醒的雙重作用下茁壯發展，促進了分布式儲能技術的革新。社會分布式儲能占有量快速提升。這些分布式儲能大多具有其本職工作，服務于后備電能存儲、家庭用電計劃支撐、出行交通需要等等，具有間歇式接入電力系統的特點。目前，分布式儲能地理位置分散、從屬權不統一，一方面分布式儲能的自主充放電行為有可能惡化電力系統潮流，另一方面缺乏對分布式儲能的有效匯聚方案也是對社會閑散資源的極大浪費。有鑒于此，結合分布式儲能體量小、充放電功率大且調節相對靈活的特點，可尋找分布式儲能與電力系統一次調頻的有機結合點，利用分布式儲能增強電力系統一次調頻的穩定性。

針對可再生能源滲透率提升帶來的電力系統頻率穩定性下降問題，當前國內外學者主要提出兩種應對思路。第一種方式是減弱可再生能源出力波動性。主要思想是通過儲能技術平抑可再生能源出力曲線，使之更平滑。第二種方式是增強可再生能源發電系統慣量，其關鍵技術是虛擬同步機。虛擬同步機的基本原理是通過在控制中加入同步電機的搖擺方程來模擬同步電機的暫態特性，使得可再生能源發電系統帶有慣量和阻尼特性。

當前，一次調頻領域所利用的大多是專用于輔助可再生能源的分布式儲能，對社會上閑散的體量巨大的分布式儲能缺乏有效的利用手段。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出了一種考慮分布式儲能的電力系統一次調頻方法，可在任意通信拓撲下實現分布式儲能調頻系數的快速優化分配，提高高比例可再生能源電力系統的調頻能力，具有較強的魯棒性和實際應用價值。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種考慮分布式儲能的電力系統一次調頻方法，所述分布式儲能具有通信、電力系統頻率測量、本地計算及本地控制功能，且分布式儲能的本地控制服從以下規律：

P＝-k(f-f_N)

其中，f是系統實時頻率；f_N＝50Hz是電力系統基準頻率；k是調頻系數，表征分布式儲能與電力系統的交互功率P對電力系統頻率偏差的靈敏程度，負號表示分布式儲能功率調整方向與系統頻率偏差方向相反；

設所有參與響應的分布式儲能構成集合N，則：所有分布式儲能i∈N在電力系統一次調頻方法的協同優化下得出各自的調頻系數k_i；所有分布式儲能i∈N根據自身調頻系數k_i、測得系統實時頻率與基準頻率偏差f-f_N，按上述控制規律實時調整自身與電力系統交互功率P；

對于分布式儲能i∈N，所述電力系統一次調頻方法，包括以下步驟：

1)獲取分布式儲能i的本地信息及系統全局信息，以確定本地約束及全局約束；

2)確定動作變量初始值及狀態變量初始值；

3)根據與領域其它分布式儲能的交互通信，不斷迭代更新動作信息及狀態信息直至滿足收斂條件。

在步驟1)中，分布式儲能i的本地信息包括分布式儲能當前荷電狀態最大儲能容量W_i、最大允許充電功率最大允許放電功率系統全局信息包括響應分布式儲能總數目n、系統等值調頻系數D；