[發(fā)明專利]一種基于風(fēng)儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)頻率穩(wěn)定控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010198797.6
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111371104B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳璐;項頌;蘇鵬;劉鑫;顧大可
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;東北電力大學(xué)
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/48;H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種基于風(fēng)儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)頻率穩(wěn)定控制方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟1：對風(fēng)電場調(diào)頻有功余量、高風(fēng)速閾值進(jìn)行整定；

步驟1.1：整定風(fēng)電場調(diào)頻有功余量ΔP_a為通過槳距角控制風(fēng)電機(jī)組可多發(fā)出的有功功率：

其中，R_W為風(fēng)電場的調(diào)差系數(shù)，Δf為電網(wǎng)的頻率偏差，f_N為電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率，P_WN為風(fēng)電機(jī)組的額定功率；

步驟1.2：對高風(fēng)速閾值進(jìn)行整定：

在風(fēng)電功率百分比的概率密度上采樣，計算風(fēng)速參考系數(shù)為

其中，τ_i為第i次采樣時的風(fēng)電功率百分比，f(τ_i)為第i次采樣時的風(fēng)電功率百分比的概率密度，P_Wi第i次采樣時風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的有功功率，P_Wmax為風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的有功功率最大值，n為采樣點總數(shù)；

根據(jù)風(fēng)速參考系數(shù)，由額定風(fēng)速V_N整定得出高風(fēng)速閾值為

V_W＝αV_N

步驟2：構(gòu)建電網(wǎng)頻率控制方式：

步驟2.1：構(gòu)建電池儲能控制方式：

計算第t時刻電池儲能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)判別參數(shù)為

其中，γ為大規(guī)模電池儲能運行參數(shù)，D為電池儲能系統(tǒng)中各儲能電池之間的平均間隔，τ₁為儲能電池的充電效率，τ₂為儲能電池的放電效率，N為電池儲能系統(tǒng)中儲能電池的總數(shù)，T_max為電池儲能系統(tǒng)所在環(huán)境的最高溫度；

當(dāng)a(t)0時，電池儲能系統(tǒng)進(jìn)行充電；當(dāng)a(t)≥0時，電池儲能系統(tǒng)進(jìn)行放電；

計算第t時刻電池儲能系統(tǒng)調(diào)頻的交換功率為

其中，t₁、t₂為電池儲能系統(tǒng)充電或放電區(qū)間的起、止時間點；

計算第t時刻的下一時刻電池儲能系統(tǒng)調(diào)頻的荷電狀態(tài)為

其中，S_MWh為電池儲能系統(tǒng)的安培容量，τ為儲能電池的充電效率或放電效率，Δt為相鄰兩個時刻的時間間隔；

步驟2.2：構(gòu)建風(fēng)電機(jī)組槳距角控制方式：將電網(wǎng)頻率偏差Δf作為輸入信號，通過PI控制器參與調(diào)頻控制，當(dāng)電網(wǎng)頻率降低時，風(fēng)機(jī)開槳增加風(fēng)電機(jī)組的有功出力，補(bǔ)償電網(wǎng)有功缺額；當(dāng)電網(wǎng)頻率升高時，風(fēng)機(jī)收槳降低風(fēng)電機(jī)組的有功出力，使電網(wǎng)有功功率平衡；其中，槳距角變化量為k₁、k₂均為控制參數(shù)；

步驟3：基于風(fēng)儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)控制：

步驟3.1：若Δf＜Δf_min，則進(jìn)入步驟3.2；若Δf＞Δf_max，則進(jìn)入步驟3.6；

步驟3.2：判斷風(fēng)機(jī)風(fēng)速V是否大于V_W：

若V≥V_W，則判斷ΔP＜ΔP_a是否成立：若ΔP＜ΔP_a，則啟動風(fēng)電機(jī)組槳距角控制方式，風(fēng)機(jī)開槳增加風(fēng)電機(jī)組的有功出力，進(jìn)入步驟3.4；若ΔP≥ΔP_a，則進(jìn)入步驟3.3；

若VV_W，則讓風(fēng)機(jī)運行在MPPT模式下，進(jìn)入步驟3.3；

步驟3.3：計算第t時刻的下一時刻電池儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)為

若SOC(t+Δt)≤SOC_min，則電池儲能系統(tǒng)不工作，結(jié)束調(diào)頻；若SOC(t+Δt)＞SOC_min則電池儲能系統(tǒng)放電以提高系統(tǒng)頻率，進(jìn)入步驟3.4；其中，SOC_min為電池儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)下限；

步驟3.4：判斷Δf_min≤Δf≤Δf_max是否成立：若是，則進(jìn)入步驟3.5；若否，則返回步驟3.1；

步驟3.5：判斷SOC_min≤SOC(t+Δt)≤SOC_max是否成立：若是，則結(jié)束調(diào)頻；若否，則進(jìn)入步驟3.7；

步驟3.6：啟動風(fēng)電機(jī)組槳距角控制方式，風(fēng)機(jī)收槳降低風(fēng)電機(jī)組的有功出力，計算第t時刻的下一時刻電池儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)為

若SOC(t+Δt)＞SOC_max，則電池儲能系統(tǒng)不工作，結(jié)束調(diào)頻；若SOC(t+Δt)≤SOC_max，則進(jìn)入步驟3.7；其中，SOC_max為電池儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)上限；

步驟3.7：電池儲能系統(tǒng)充電，進(jìn)入步驟3.8；

步驟3.8：判斷Δf_min≤Δf≤Δf_max是否成立：若是，則結(jié)束調(diào)頻；若否，則返回步驟3.1。