[發明專利]一種儲能電站的有功-無功協同控制方法

有效

• 申請號: 202010070876.9
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111244994B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 黃際元;鄧銘;羅堯;王卓;吳東琳;陳遠揚;彭清文;趙子鋆;伍巧佳;李琳
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司長沙供電分公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 何方

1.一種儲能電站的有功-無功協同控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.從電網獲取電池儲能系統接入變電站的負荷功率P、接入母線電壓U，以及電池儲能系統的荷電狀態SOC_battery，數據采樣周期為T；

S2.根據步驟S1獲取的電壓U和負荷功率P，建立U和P的九區圖，判定該儲能電站所處的狀態及區域；具體為采用如下步驟判定該儲能電站所處的狀態及區域；

1)當0≤U＜U_L0，0≤P＜P_L0時，判定電網工況處于區域1：該區域中儲能系統的輸出功率和電壓都偏低；

2)當U_L0≤U＜U_H0，0≤P＜P_L0時，判定電網工況處于區域2：該區域中儲能系統的電壓處于最佳狀態，而電站的輸出功率偏低；

3)當U_H0≤U，0≤P＜P_L0時，判定電網工況處于區域3：該區域中儲能系統的電壓處于偏高的狀態，而電站的輸出功率偏低；

4)當U_H0≤U，P_L0≤P＜P_H0時，判定電網工況處于區域4：該區域中儲能系統的電壓處于偏高的狀態，而電站的輸出功率處于最佳狀態；

5)當U_H0≤U，P_H0≤P時，判定電網工況處于區域5：該區域中儲能系統的電壓處于偏高的狀態，而電站的輸出功率也處于偏高狀態，即接近滿功率狀態；

6)當U_L0≤U＜U_H0，P_H0≤P時，判定電網工況處于區域6：該區域中儲能系統的電壓處于較適宜的狀態，而電站的輸出功率也處于偏高狀態，即接近滿功率狀態；

7)當0≤U＜U_L0，P_H0≤P時，判定電網工況處于區域7：該區域中儲能系統的電壓處于偏低的狀態，而電站的輸出功率也處于偏高狀態，即接近滿功率狀態；

8)當0≤U＜U_L0，P_L0≤P＜P_H0時，判定電網工況處于區域8：該區域中儲能系統的電壓處于偏低的狀態，而電站的輸出功率處較適宜狀態；

9)當U_L0≤U＜U_H0，P_L0≤P＜P_H0時，判定電網工況處于區域9：該區域中儲能系統的電壓處較適宜狀態，而電站的輸出功率也處較適宜狀態，在該狀態下，儲能電站的調節裕度和調節狀態也是最佳的；

S3.根據步驟S2中判斷的電網狀態，對儲能系統的有功-無功功率的輸出協調控制策略進行調整和切換，實現儲能出力有功功率出力值P_battery和無功功率出力值Q_battery的確定；所述儲能出力的有功功率出力值P_battery和無功功率出力值Q_battery的確定，具體為：

根據電池儲能系統的自身荷電狀態SOC_battery，判斷儲能的狀態：

設定其控制策略中有功功率和無功功率的出力上下限，有功功率上限為P_max、有功功率下限為P_min；無功功率上限為Q_max、無功功率下限為Q_min，并對儲能自身狀態進行自恢復，利用PCS逆變器控制其充放電，以實現儲能系統設備狀態的最佳性能保持：

1)0≤SOC_battery＜SOC_min，儲能系統處于狀態1，該狀態下儲能系統電量不足，需充電動作補充電能；

2)SOC_min≤SOC_battery＜SOC_max，儲能系統處于狀態2，該狀態下儲能系統荷電量狀態良好，可充可放；

3)SOC_max≤SOC_battery，儲能系統處于狀態3，該狀態下儲能系統電量富足，適宜進行放電動作；

其中，儲能系統充放電功率限值包括如下幾種情形并應滿足如下條件：

P_battery∈[P_min，P_max]

Q_battery∈[Q_min，Q_max]

S_battery∈[S_min，S_max]

S_battery²＝P_battery²+Q_battery²，儲能的有功無功出力始終滿足：

其中，有功功率上限為P_max、有功功率下限為P_min；無功功率上限為Q_max、無功功率下限為Q_min；S_battery為視在功率(KVA)，視在功率上限為S_max、視在功率下限為S_min；

情形1：最大限檔：P_battery＝S_max，Q_battery＝0；

情形2：次大限檔：P_battery＝A*P_max，Q_battery＝B*Q_max；

情形3：中間檔：P_battery＝P_max，Q_battery＝Q_max；

情形4：次小限檔：P_battery＝B*P_max，Q_battery＝A*Q_max；

情形5：最小限檔：P_battery＝0，Q_battery＝S_max；

其中：A1，B1，S_max²＝A²*P_max²+B²*Q_max²；A、B為根據電網運行狀態確定的任意系數；

S4.根據步驟S3中所選擇的控制策略，對電池儲能系統進行指令下發，完成其有功-無功的出力過程。