[發(fā)明專利]一種儲能輔助新能源電站參與系統(tǒng)調(diào)頻的控制策略

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911193039.9
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110912155A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李華;萬天虎;王康;李立;唐浩;赫衛(wèi)國;華光輝;張祥文;王辰曦;吳子豪;唐露甜
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)陜西省電力公司;中國電力科學(xué)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 西安西交通盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 61217
• 代理人: 羅永娟

本發(fā)明公開了一種儲能輔助新能源電站參與系統(tǒng)調(diào)頻的控制策略，屬于電力發(fā)電領(lǐng)域，旨在提供一種慣性控制和下垂控制的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)在調(diào)頻的不同時段采用不同的控制策略調(diào)整儲能系統(tǒng)出力的控制策略，包括以下步驟：(1)將系統(tǒng)頻率變化劃分為不同的時段：系統(tǒng)頻率發(fā)生波動并超出允許范圍的時刻記為t₀，當(dāng)頻率波動達(dá)到最大值的時刻記為t_m，頻率逐漸恢復(fù)至正常范圍的時刻記為t_s；(2)t₀作為儲能開始參與一次調(diào)頻的時刻，在t₀至t_m階段，基于慣性控制模型，儲能采用慣性控制參與電網(wǎng)調(diào)頻；在t_m至t_s階段，將儲能的控制模式由慣性控制轉(zhuǎn)換為下垂控制。該能夠?qū)崿F(xiàn)在調(diào)頻的不同時段采用不同的控制策略調(diào)整儲能系統(tǒng)出力，通過減小系統(tǒng)頻率響應(yīng)時間，使調(diào)頻效果更佳。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)頻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種儲能輔助新能源電站參與系統(tǒng)調(diào)頻的控制策略。

背景技術(shù)

隨著社會的不斷發(fā)展以及人們環(huán)保意識的提高，大容量新能源電站并網(wǎng)已經(jīng)成為常態(tài)。由于新能源發(fā)電的出力具有間歇性和不確定性等特點(diǎn)，接入電網(wǎng)后會給系統(tǒng)造成多方面的影響。

具體如下：

(1)用電需求與裝機(jī)容量增長的步調(diào)不一致

(2)不合理的電源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足

(3)電網(wǎng)發(fā)展不平衡，相關(guān)政策的實(shí)施仍需完善

(4)新能源的波動特性帶來電網(wǎng)調(diào)頻問題

針對儲能變流器的研究，大多數(shù)研究人員都希望提高運(yùn)行控制策略的效率，同時能夠在電網(wǎng)頻率發(fā)生擾動后的最短時間內(nèi)控制儲能的充放電，并得到合適的儲能功率值，從而達(dá)到既能保證電網(wǎng)平衡、又能降低運(yùn)行成本的目的。但在已閱讀的文獻(xiàn)中，將兩種及以上控制策略相結(jié)合的方法相對較少。不同種類的控制策略都存在一定的不足，如果把不同的控制策略按照其特性進(jìn)行結(jié)合，便能夠更好地控制儲能系統(tǒng)出力；另外，如果將系統(tǒng)調(diào)頻的過程按照不同的時間段進(jìn)行劃分，將有利于對儲能參與系統(tǒng)調(diào)頻的機(jī)理進(jìn)行更加深入的研究；同時，這也是對儲能調(diào)頻過程的進(jìn)一步細(xì)化，有助于提升儲能調(diào)頻的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種儲能輔助新能源電站參與系統(tǒng)調(diào)頻的控制策略，根據(jù)電網(wǎng)頻率變化的趨勢和時段切換不同的控制策略，控制儲能的有功出力。當(dāng)儲能系統(tǒng)采用此控制策略時，區(qū)域系統(tǒng)的頻率波動有明顯的改善。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述一種儲能輔助新能源電站參與系統(tǒng)調(diào)頻的控制策略，包括以下步驟：

步驟1、將系統(tǒng)按照頻率變化劃分為不同的時段：系統(tǒng)頻率波動并超出允許范圍的時刻記為t₀，當(dāng)系統(tǒng)頻率波動達(dá)到最大值的時刻記為t_m，系統(tǒng)頻率恢復(fù)至正常范圍的時刻記為t_s；

步驟2、在t₀時刻儲能開始參與一次調(diào)頻，在t₀時刻至t_m時刻，儲能采用慣性控制參與電網(wǎng)調(diào)頻；

步驟3、在t_m時刻，進(jìn)行控制策略的切換，將儲能的控制模式由慣性控制轉(zhuǎn)換為基于下垂控制模型的下垂控制；在t_m時刻至t_s時刻階段，儲能的控制模式為下垂控制方法。

進(jìn)一步的，步驟2中，當(dāng)儲能采用慣性控制時，儲能參與電網(wǎng)一次調(diào)頻的傳遞函數(shù)模型表達(dá)式為：

ΔP_G(s)+ΔP_E(s)-ΔP_L(s)＝(Ms+D)ΔF(s) (2)