[發明專利]一種儲能SOC恢復控制方法有效

申請號：	202111289657.0	申請日：	2021-11-02
公開（公告）號：	CN113949135B	公開（公告）日：	2023-09-22
發明（設計）人：	柴秀慧;宋楊;張純江;趙曉君;王曉寰;剛磊	申請（專利權）人：	燕山大學
主分類號：	H02J7/00	分類號：	H02J7/00;H02J3/32;H02J3/24
代理公司：	石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123	代理人：	張建
地址：	066004 河北***	國省代碼：	河北;13
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種 soc 恢復控制方法
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【說明書】：

本發明提供了一種儲能SOC恢復控制方法，所述控制方法應用于電池儲能調頻系統中，與調頻控制相結合，在調頻死區內進行SOC恢復控制，且恢復過程中綜合考慮維持頻率在死區范圍內。所述控制方法包括：在SOC恢復控制過程中，采用SOC下垂控制，其輸出作為后級VSG功率參考指令；下垂系數是以Δf為變量的正弦函數，且根據儲能工作狀態，分為充電下垂系數和放電下垂系數。本發明較好的兼顧了調頻效果與荷電狀態維持效果，使得模型設計簡單具有統一的設計規范且綜合考慮了SOC和Δf在恢復功率指令中的耦合問題，有效提高了儲能電池的使用壽命。

技術領域

本發明涉及儲能調頻技術領域，特別是一種儲能SOC恢復控制方法，用于電池儲能調頻系統中。

技術背景

在儲能電池調頻過程中，難免會出現幅度很大，頻率很快的負荷，引起儲能電池大幅度充放電，若調頻前初始SOC不合適且不能合理的控制SOC，會造成儲能電池的過充或過放，使電池壽命急速下降，甚至會有安全事故發生。因此，研究儲能系統調頻控制策略時，有必要考慮儲能的SOC恢復。為充分有效的利用儲能電池對電網調頻，使儲能電池在SOC恢復模式下進行儲能的SOC恢復，以保證可以合理的控制儲能電池SOC。

在現有儲能系統的SOC恢復模式中有基于模糊控制的恢復控制策略Ⅰ，有采用負荷預測技術與雙層模糊控制進行SOC恢復的控制策略Ⅱ，有分別以SOC和Δf為輸入按照一次函數得到恢復功率指令，最終取最小恢復功率指令值的策略Ⅲ。然而控制策略Ⅰ、Ⅱ在數學模型中含有模糊控制，設計復雜且沒有統一的設計規范，控制策略Ⅲ忽視了SOC與Δf在自恢復功率指令中的耦合關系，都不能簡單高效的進行儲能SOC恢復，提高電池的使用壽命。現有技術中存在不能綜合考慮儲能SOC維持效果和電網調頻需求的問題，同時，現有基于模糊控制和基于一次函數法的SOC恢復控制策略中，存在需要復雜的設計、沒有統一的設計規范、忽視SOC和Δf在恢復功率指令中耦合關系的問題。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種儲能SOC恢復控制方法，本發明兼顧了調頻效果與荷電狀態維持效果，使得模型設計簡單具有統一的設計規范且綜合考慮了SOC和Δf在自恢復功率指令中的耦合問題，有效提高了儲能電池的使用壽命。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種儲能SOC恢復控制方法，所述控制方法應用于電池儲能參與電網調頻控制中的儲能SOC恢復控制，所述控制方法包括：

步驟1：計算儲能電池當前時刻荷電狀態值SOC；

步驟2：通過獲取當前時刻的電網頻率f以判斷儲能系統工作模式，其工作原理為，當電網頻率在調頻死區內時，儲能系統工作于SOC恢復模式；當電網頻率在調頻死區外時，儲能系統工作于調頻模式；

步驟3：若步驟2中儲能系統工作于SOC恢復模式時，通過SOC偏差ΔSOC判斷儲能系統應該運行的工作狀態，其原理如下：

其中，ΔSOC是儲能SOC值與恢復參考值SOC_ref的差值，即ΔSOC＝SOC-SOC_ref；

步驟4：儲能系統采用SOC下垂控制，其輸出作為虛擬同步電機(VSG)控制的功率參考，表達式為：

P_ref＝K_SOCX(Δf)ΔSOC??????????????????(2)

其中，K_SOCX(Δf)為基于Δf正弦函數的下垂系數，且K_SOCX(Δf)≥0；

步驟5：儲能系統根據步驟4中的功率參考指令控制儲能進行SOC的恢復。