[發(fā)明專利]基于混合儲(chǔ)能調(diào)節(jié)的新能源電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010580883.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111740432A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米陽(yáng);徐怡雯;韓云昊;姜恩宇;趙耀;季亮;王育飛;田書(shū)欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24;H02J3/32;H02J3/46
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 王懷瑜

本發(fā)明涉及一種基于混合儲(chǔ)能調(diào)節(jié)的新能源電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率控制方法，作用于連有混合儲(chǔ)能的新能源電力系統(tǒng)，所述的新能源電力系統(tǒng)包括多個(gè)通過(guò)聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)的區(qū)域，各區(qū)域中包括傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能電池和超級(jí)電容，其特征在于，該方法包括步驟S1：設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)區(qū)域控制偏差進(jìn)行分區(qū)控制；步驟S2：根據(jù)對(duì)區(qū)域控制偏差的分區(qū)，與混合儲(chǔ)能進(jìn)行協(xié)同控制；步驟S3：加入滑?？刂破?，對(duì)負(fù)荷頻率進(jìn)行控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明加入滑?？刂?，對(duì)負(fù)荷頻率控制中的參數(shù)不確定性和系統(tǒng)擾動(dòng)與傳統(tǒng)控制相比具有很強(qiáng)的魯棒性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含新能源的電力系統(tǒng)頻率控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于混合儲(chǔ)能調(diào)節(jié)的新能源電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率控制方法。

背景技術(shù)

風(fēng)電是清潔可再生能源，為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)低碳化提供可能，近些年被廣泛開(kāi)發(fā)及利用。隨著風(fēng)力發(fā)電如今被大規(guī)模使用，也對(duì)頻率安全帶來(lái)一系列挑戰(zhàn)。由于風(fēng)電的并網(wǎng)，其本身不能像傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)提供調(diào)頻能力，使得電力系統(tǒng)的相對(duì)慣性大幅度減小，而風(fēng)電的隨機(jī)性和間歇性也大大增加了頻率控制的難度。

針對(duì)這一問(wèn)題，新型儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)，用來(lái)保證風(fēng)機(jī)接入后電力系統(tǒng)能安全穩(wěn)定運(yùn)行。儲(chǔ)能由于它性能穩(wěn)定、控制靈活，響應(yīng)快速等特點(diǎn)，是解決風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題的重要途徑。該控制策略雖然能夠提高風(fēng)電機(jī)組的慣性頻率響應(yīng)能力，但儲(chǔ)能承擔(dān)了全部的頻率響應(yīng)需求，導(dǎo)致儲(chǔ)能容量需求偏高，不能滿足經(jīng)濟(jì)性要求。當(dāng)單個(gè)儲(chǔ)能技術(shù)不能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性要求時(shí)，應(yīng)采用混合儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。超級(jí)電容器更高的功率密度，它的能量可以快速釋放和儲(chǔ)存。超級(jí)電容與儲(chǔ)能的組合可以充分利用各自的優(yōu)勢(shì)，來(lái)改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。

隨著風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)的滲透率越來(lái)越高，光有混合儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的頻率控制是不夠的。用于電力系統(tǒng)頻率控制器有很多。目前，PI控制是電力系統(tǒng)頻率控制中的主要途徑。但是電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，新能源的加入也同時(shí)增加了系統(tǒng)中參數(shù)的不確定性，系統(tǒng)的頻率控制精度也隨之減小。滑?？刂谱鳛榈湫偷姆蔷€性控制，具有響應(yīng)速度快，對(duì)參數(shù)攝動(dòng)和外界干擾具有不敏感性，有很強(qiáng)的魯棒性。并且算法簡(jiǎn)單，易于工程實(shí)現(xiàn)，因此廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于混合儲(chǔ)能調(diào)節(jié)的新能源電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率控制方法，采用滑模負(fù)荷頻率控制器，可提高對(duì)傳統(tǒng)火電機(jī)組的控制精度，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的魯棒性。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于混合儲(chǔ)能調(diào)節(jié)的新能源電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率控制方法，作用于連有混合儲(chǔ)能的新能源電力系統(tǒng)，所述的新能源電力系統(tǒng)包括兩個(gè)通過(guò)聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)的區(qū)域，各區(qū)域中包括火力發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能電池和超級(jí)電容，該方法包括：

步驟S1：設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)區(qū)域控制偏差進(jìn)行分區(qū)控制；

步驟S2：根據(jù)對(duì)區(qū)域控制偏差的分區(qū)，與混合儲(chǔ)能進(jìn)行協(xié)同控制；

步驟S3：加入滑?？刂破?，對(duì)負(fù)荷頻率進(jìn)行控制。

采用滑模控制的狀態(tài)模型具體為：

其中：