[發(fā)明專利]多源聯(lián)合調(diào)頻的控制策略及儲(chǔ)能容量配置方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211068536.8
• 申請(qǐng)日: 2022-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN115693756A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚狄;王澤一;楊振宇;焦明曦;劉大為;劉旻序;姜明磊;王鶴;于華楠;潘禹含;邊競;李石強(qiáng);張大千
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)吉林省電力有限公司長春供電公司;國網(wǎng)吉林省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;東北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/32;H02J3/24;G06Q10/0631;G06Q30/0201
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 白冬冬

一種多源聯(lián)合調(diào)頻的控制策略及儲(chǔ)能容量配置方法，屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是利用多目標(biāo)粒子群算法進(jìn)行求解在聯(lián)合系統(tǒng)下建立的儲(chǔ)能容量優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，最后在兩種實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行對(duì)比分析的多源聯(lián)合調(diào)頻的控制策略及儲(chǔ)能容量配置方法。本發(fā)明引入多源聯(lián)合調(diào)頻系統(tǒng)，根據(jù)不同類型能源的一次調(diào)頻原理及控制方法，在PSCAD/EMTDC的三機(jī)九節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中搭建多源聯(lián)合調(diào)頻系統(tǒng)的控制策略，提出儲(chǔ)能容量優(yōu)化模型，引入MOPSO算法，通過算例分析儲(chǔ)能容量優(yōu)化結(jié)果和對(duì)儲(chǔ)能容量配置進(jìn)行分析。本發(fā)明可以對(duì)多源聯(lián)合系統(tǒng)的儲(chǔ)能容量進(jìn)行了合理配置，兼顧系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性，同時(shí)也提高了系統(tǒng)整體的經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為了提高新能源的利用率，以風(fēng)電、光伏為首的新型能源得到了廣泛的應(yīng)用，但同時(shí)也給電力系統(tǒng)的調(diào)頻帶來了巨大的挑戰(zhàn)。幾十年來，隨著社會(huì)的高速發(fā)展和人民生活質(zhì)量 的顯著提升，隨之產(chǎn)生化石能源的過度消耗和環(huán)境不斷惡化等問題。由此以風(fēng)電、光伏為代 表的可再生能源因其清潔、高效、資源豐富等諸多優(yōu)勢受到了社會(huì)各界的高度關(guān)注且在很多 領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

從已有的國內(nèi)外研究成果可以看出，新能源參與電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)的研究主要集中于單 機(jī)調(diào)頻、基于虛擬同步發(fā)電機(jī)調(diào)頻以及參與微電網(wǎng)孤島調(diào)頻等領(lǐng)域。將火電機(jī)組和風(fēng)電機(jī)組 的優(yōu)勢進(jìn)行結(jié)合，極大改善了系統(tǒng)整體的頻率波動(dòng)，采用風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子動(dòng)能與超級(jí)電容器協(xié)調(diào) 的頻率控制策略，保證在系統(tǒng)頻率波動(dòng)時(shí)雙饋風(fēng)機(jī)能夠提供快速且持續(xù)的有功支撐。提出的 一種虛擬同步發(fā)電機(jī)參與的含光、柴、儲(chǔ)的微電網(wǎng)調(diào)頻控制方法，以此支撐整個(gè)微電網(wǎng)有功 功率的動(dòng)態(tài)平衡。一種基于離散共識(shí)的三級(jí)協(xié)調(diào)頻率控制方法，有效改善了在頻率下降時(shí)的 頻率最低點(diǎn)。而對(duì)于針對(duì)風(fēng)、光的差異性，采用分段的方式與常規(guī)機(jī)組分別在時(shí)域和頻域中 相互配合、接力動(dòng)作，有提出利用低通濾波器的方法，充分發(fā)揮了儲(chǔ)能的調(diào)頻優(yōu)勢。通過對(duì) 比分析常規(guī)機(jī)組、風(fēng)機(jī)和儲(chǔ)能在調(diào)頻容量，提出一種基于分頻調(diào)節(jié)原理的風(fēng)-儲(chǔ)-火聯(lián)合調(diào)頻 方法。根據(jù)以上文獻(xiàn)的分析可得，儲(chǔ)能容量的大小不僅影響著系統(tǒng)整體的調(diào)頻能力，而且還 關(guān)乎整體的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是利用多目標(biāo)粒子群算法進(jìn)行求解在聯(lián)合系統(tǒng)下建立的儲(chǔ)能容量優(yōu)化 數(shù)學(xué)模型，最后在兩種實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行對(duì)比分析的多源聯(lián)合調(diào)頻的控制策略及儲(chǔ)能容量配置 方法。

本發(fā)明的步驟是：

S1、風(fēng)電機(jī)組調(diào)頻策略

有功功率變化量ΔP_eg由系統(tǒng)頻率偏差的變化率計(jì)算所得

式中，K_j表示虛擬慣性系數(shù)；Δf₂表示風(fēng)電機(jī)組承擔(dān)的頻率偏差量；

有功功率變化量ΔP_ex是由系統(tǒng)頻率偏差值的大小計(jì)算所得

ΔP_ex＝K_dΔf₂ (2)

式中，K_d表示下垂系數(shù)；

在電力系統(tǒng)頻率波動(dòng)時(shí)，通過虛擬慣性控制和下垂控制構(gòu)成一個(gè)附加頻率響應(yīng)單元；

S2、光伏機(jī)組調(diào)頻策略

光伏陣列的減載水平σ％定義為

S3、儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)頻策略

在多源聯(lián)合系統(tǒng)中，評(píng)價(jià)聯(lián)合調(diào)頻系統(tǒng)的調(diào)頻效果用式(4)表示為：