[發明專利]一種光儲聯合參與電網一次調頻的協調控制方法

有效

• 申請號: 202110249651.4
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113013896B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 傅質馨;張晶晶;朱俊澎;袁越
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38;H02J3/48;H02J3/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

本發明公開了一種光儲聯合參與電網一次調頻的協調控制方法，包括：分別對光伏發電系統和儲能系統進行建模，獲取到光伏發電系統模型和儲能系統模型；將光伏通過一種跟隨系統出力及頻率變化的動態可變減載方法參與電網調頻；在協調下垂控制以及正負虛擬慣性控制的基礎下，基于儲能變系數自適應控制策略，采用儲能聯合調頻；對儲能的容量進行設置，使其可以提供和同步發電機組相匹配的慣性響應，采用光伏可變減載和配置儲能聯合調頻，實現光儲支撐電網一次調頻的協調控制。本發明能夠提升光儲系統的慣性以及頻率響應能力，并且能兼顧調頻和儲能容量的保持效果，有利于發揮綜合效益，在提高系統穩定水平的同時，提升新能源的利用率。

技術領域

本發明屬于新能源并網頻率穩定性領域，涉及一次調頻控制方法，具體涉及一種光儲聯合參與電網一次調頻的協調控制方法。

背景技術

隨著光伏發電滲透率的大幅增加，電力系統故障擾動下的頻率調節特性顯著惡化。為了提升光伏利用率，光伏發電一般工作在最大功率點，不提供慣量支撐以及未考慮必要的能量儲備，對電網的電壓、頻率支撐作用極其有限。考慮到對系統的主動支撐作用，將光伏發電參與系統頻率電壓調節顯得尤為迫切。此外，從利用新的支撐手段的角度，發揮儲能快速靈活響應特性，開展光伏和儲能的協調控制，有利于發揮綜合效益，在提高系統穩定水平的同時，提升新能源的利用率。

但是現有的光伏調頻策略對于如何實現光伏功頻特性控制系數與減載備用容量動態匹配，以及儲能調頻控制策略中調頻參數設置靈活性和自適應性等問題仍然有待改進。儲能不僅可以平滑光伏的功率波動，又可以彌補光伏單獨參與調頻的不足。而目前涉及大電網中光儲協調參與一次調頻的研究較少，急需一個有效的技術方案來解決現存的技術問題。

發明內容

發明目的：針對光伏發電經電力電子接口并網不具有頻率響應能力的問題，提供一種光儲聯合參與電網一次調頻的協調控制方法，其能夠提升光儲系統的慣性以及頻率響應能力，并且能兼顧調頻和儲能容量的保持效果，有利于發揮綜合效益，在提高系統穩定水平的同時，提升新能源的利用率。

技術方案：為實現上述目的，本發明提供一種光儲聯合參與電網一次調頻的協調控制方法，包括如下步驟：

S1：分別對光伏發電系統和儲能系統進行建模，獲取到光伏發電系統模型和儲能系統模型；所述光伏發電系統包括光伏陣列、Boost變換器、并網逆變器、濾波器及其控制系統；所述儲能系統包括儲能電池、Buck-Boost變換器、并網逆變器、濾波器及其控制系統；

S2：將光伏通過一種跟隨系統出力及頻率變化的動態可變減載方法參與電網調頻；所述光伏跟隨系統出力及頻率變化的動態可變減載方法為：光伏采用最大功率點跟蹤方式得到最大有功輸出P_mppt，經過可變減載控制并限幅后作為光伏新的有功功率給定，輸出給Boost變換器的控制系統；

S3：在協調下垂控制以及正負虛擬慣性控制的基礎下，基于儲能變系數自適應控制策略，采用儲能聯合調頻；

S4：對儲能的容量進行設置，使其可以提供和同步發電機組相匹配的慣性響應，采用光伏可變減載和配置儲能聯合調頻，實現光儲支撐電網一次調頻的協調控制。