[發明專利]基于頻率安全升降時間的儲能虛擬慣量計算方法與終端

在審

• 申請號: 202210692081.0
• 申請日: 2022-06-17
• 公開（公告）號: CN115149548A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 林毅;林偉偉;薛靜瑋;吳威;林威;魏鑫;張祥宇
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司經濟技術研究院;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/32;H02J3/14;H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 福州市博深專利事務所(普通合伙) 35214
• 代理人: 張明

本發明公開了基于頻率安全升降時間的儲能虛擬慣量計算方法與終端，建立含儲能的新能源并網系統的頻率升降時間計算模型，并根據系統安全頻率閾值計算頻率安全升降時間；根據虛擬慣量定義、所述頻率安全升降時間以及所述頻率安全升降時間內儲能的荷電狀態變化量，計算出儲能在頻率安全升降時間內的虛擬慣量大小；本發明在系統發生負荷擾動而導致頻率變化時，建立含儲能的新能源并網系統的頻率升降時間計算模型，從而精確計算頻率安全升降時間，并在所得頻率安全升降時間內根據儲能荷電狀態的變化量評估出儲能虛擬慣量大小，從而更好地對系統提供慣量支撐。

技術領域

本發明涉及發電系統控制技術領域，特別涉及基于頻率安全升降時間的儲能虛擬慣量計算方法與終端。

背景技術

隨著各種新能源發電的接連并網，傳統同步發電機的比例不斷降低，隨之面臨的問題是系統的慣量水平不斷降低，抵御頻率波動的能力下降，對電力系統的穩定性帶來了挑戰。目前有很多控制策略是對風機進行虛擬慣量控制，通過釋放風機轉子動能來為系統提供一定的慣量支撐，但是這種控制方案和風機最大功率跟蹤控制相矛盾，而且轉速恢復的過程中也可能產生頻率二次跌落問題，無法最大限度地利用風能。因此還可以采用為風電機組配置儲能的方案，理論上儲能可以通過存儲能量/釋放儲存的能量來為系統提供慣量支撐，從而降低頻率變化速率。因此，如何計算出頻率安全升降過程中儲能的虛擬慣量大小，從而更好地對系統提供慣量支撐，是在新能源高滲透率下保證系統頻率穩定的一個關鍵問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供基于頻率安全升降時間的儲能虛擬慣量計算方法與終端，能夠計算出儲能提供的虛擬慣量大小，從而更好地對系統提供慣量支撐。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

基于頻率安全升降時間的儲能虛擬慣量計算方法，包括步驟：

S1、建立含儲能的新能源并網系統的頻率升降時間計算模型，并根據系統安全頻率閾值計算頻率安全升降時間；

S2、根據虛擬慣量定義、所述頻率安全升降時間以及所述頻率安全升降時間內儲能的荷電狀態變化量，計算出儲能在頻率安全升降時間內的虛擬慣量大小。

為了解決上述技術問題，本發明采用的另一種技術方案為：

基于頻率安全升降時間的儲能虛擬慣量計算終端，包括處理器、存儲器以及存儲在存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現以下步驟：

S1、建立含儲能的新能源并網系統的頻率升降時間計算模型，并根據系統安全頻率閾值計算頻率安全升降時間；

S2、根據虛擬慣量定義、所述頻率安全升降時間以及所述頻率安全升降時間內儲能的荷電狀態變化量，計算出儲能在頻率安全升降時間內的虛擬慣量大小。

本發明的有益效果在于：本發明的基于頻率安全升降時間的儲能虛擬慣量計算方法，在系統發生負荷擾動而導致頻率變化時，依據含儲能的高滲透的多機系統的頻率響應過程建立含儲能的新能源并網系統的頻率升降時間計算模型，用含儲能的新能源并網系統的頻率升降時間計算模型來表征整個系統的頻率響應過程，從而精確計算頻率安全升降時間，并在所得頻率安全升降時間內根據儲能荷電狀態的變化量評估出儲能虛擬慣量大小，從而更好地對系統提供慣量支撐。

附圖說明

圖1為本發明實施例的基于頻率安全升降時間的儲能虛擬慣量計算方法的流程圖；

圖2為本發明實施例的基于頻率安全升降時間的儲能虛擬慣量計算終端的結構圖；

圖3為本發明實施例的基于頻率安全升降時間的儲能虛擬慣量計算方法的不同風電滲透率下頻率響應曲線示意圖；

圖4為本發明實施例的基于頻率安全升降時間的儲能虛擬慣量計算方法的儲能輸出功率和荷電狀態的關系示意圖；