[發(fā)明專利]基于動態(tài)任務系數(shù)的儲能輔助風電一次調(diào)頻控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110692193.1
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113452036B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設計）人: 李翠萍;高卓;闞中鋒;馬冬梅;李軍徽;韓冬;王子佳;郭健;李花順;宋文國;張家興;高冶;李達;楊爍;梁玉珠;李子岌
• 申請（專利權）人: 東北電力大學;國網(wǎng)吉林省電力有限公司吉林供電公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/28;H02J3/38
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發(fā)明公開了基于動態(tài)任務系數(shù)的儲能輔助風電一次調(diào)頻控制方法，其特點是，以最大頻率偏差為界將儲能調(diào)頻過程劃分為慣性響應階段與一次調(diào)頻階段，在慣性響應階段，采用虛擬慣性控制和虛擬下垂控制；在一次調(diào)頻階段，采用虛擬下垂控制和虛擬負慣性控制，其次，基于雙曲正切函數(shù)分別構建適應于慣性響應階段和一次調(diào)頻階段的動態(tài)任務系數(shù)模型，根據(jù)頻率偏差變化率和頻率偏差的變化，動態(tài)調(diào)整一次調(diào)頻過程中虛擬慣性控制、虛擬負慣性控制以及虛擬下垂控制所承擔的調(diào)頻任務比例，根據(jù)儲能荷電狀態(tài)和系統(tǒng)最大頻差來調(diào)整負慣性控制調(diào)節(jié)系數(shù)，在頻率恢復期間加速頻率恢復；在虛擬下垂控制的基礎上，提出變系數(shù)虛擬下垂控制，使得下垂系數(shù)隨SOC自適應變化，具有科學合理，適用性強，既能夠保證調(diào)頻效果，又能夠保證儲能SOC的狀態(tài)等優(yōu)點，能夠維持儲能長期穩(wěn)定出力。

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)調(diào)頻控制方法，是一種基于動態(tài)任務系數(shù)的儲能輔助風電一次調(diào)頻控制方法

背景技術

現(xiàn)有技術中，風電自身不具備調(diào)頻能力，大規(guī)模取代傳統(tǒng)機組勢必會造成原有調(diào)頻備用的減少，導致系統(tǒng)調(diào)頻能力不足；另外，風電與電網(wǎng)頻率解耦，大規(guī)模接入將會大大降低系統(tǒng)慣性響應能力，導致受擾動后的頻率惡化速度加快，儲能具有快速響應、控制靈活、雙向調(diào)節(jié)等顯著優(yōu)勢，被視為輔助風電場調(diào)頻的有效手段之一，改善一次調(diào)頻性能關鍵在于抑制頻率擾動初期的頻率變化速率、提高頻率恢復速率以及減小穩(wěn)態(tài)頻率偏差幾個方面，但現(xiàn)有技術中，缺乏既能兼顧整個調(diào)頻過程的動態(tài)特性及穩(wěn)態(tài)特性，又能實現(xiàn)多種控制方式之間的平滑切換，且能根據(jù)SOC自適應平滑儲能出力的自適應性較強的儲能控制方法，迄今為止，未見基于動態(tài)任務系數(shù)的儲能輔助風電一次調(diào)頻控制方法的文獻報道及實際應用，

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：針對現(xiàn)有技術存在的問題，提出一種科學合理，適用性強，既能兼顧整個調(diào)頻過程的動態(tài)特性及穩(wěn)態(tài)特性，又能實現(xiàn)多種控制方式之間的平滑切換，且能根據(jù)SOC自適應平滑儲能出力的自適應性較強的基于動態(tài)任務系數(shù)的儲能輔助風電一次調(diào)頻控制方法，

本發(fā)明的技術方案是：一種基于動態(tài)任務系數(shù)的儲能輔助風電一次調(diào)頻控制方法，其特征是，它包括以下步驟：

1)以最大頻率偏差為界，將整個一次調(diào)頻過程劃分為慣性響應階段和一次調(diào)頻階段；

2)考慮任務系數(shù)的儲能出力深度控制；

3)基于儲能SOC與最大頻差反饋的儲能出力深度控制。

進一步，所述步驟1)中的慣性響應階段和一次調(diào)頻階段的劃分方法如下：

①慣性響應階段定義為：從頻率偏差越過調(diào)頻死區(qū)f_d開始，到頻率偏差達到最大值|Δf_m|為止；

②一次調(diào)頻階段定義為：從頻率偏差最大值出現(xiàn)時刻開始，到頻率偏差首次達到穩(wěn)態(tài)值為止。

進一步，所述步驟2)中的考慮任務系數(shù)的儲能出力深度控制方法如下：

①慣性響應階段儲能出力深度確定

為有效抑制頻率變化率，減小最大頻率偏差，在慣性響應階段采用虛擬慣性為主，虛擬下垂為輔的綜合控制方式，建立如式(1)所示的任務系數(shù)解析模型：

式中，a₁為虛擬下垂控制任務系數(shù)；a₂為虛擬慣性控制任務系數(shù)；Δf為頻率偏差；n₁為曲線的形狀參數(shù)；

確定虛擬下垂控制的任務系數(shù)a₁與虛擬慣性控制的任務系數(shù)a₂后，可進一步確定儲能在慣性響應階段的出力深度如式(2)：