一种储能系统参与电网调频的控制方法及系统与流程

    技术2024-11-21  62


    本发明涉及电网调频,具体涉及一种储能系统参与电网调频的控制方法及系统。


    背景技术:

    1、近年来,随着可再生能源的快速发展,如风电和光伏发电的广泛应用,电力系统的稳定性和可靠性面临着前所未有的挑战。由于可再生能源的间歇性和波动性,电网频率的稳定控制变得尤为重要。电网频率的稳定直接关系到电力系统的安全、稳定运行以及电力供应的质量。因此,开发有效的电网调频技术成为电力行业亟待解决的问题。

    2、在此背景下,储能系统因其快速响应、灵活调度和高效能利用等特点,逐渐在电网调频中展现出重要价值。储能系统能够在电网频率波动时迅速吸收或释放能量,以稳定电网频率,提升电力系统的稳定性和可靠性。

    3、尽管储能系统能够快速响应电网频率的波动,但其储能容量是有限的。在长时间或大幅度的电网频率波动中,储能系统可能无法持续提供足够的能量来稳定电网频率。储能系统的频繁充放电会加速其内部元件的老化和损耗,从而缩短其使用寿命。这增加了储能系统的运行成本和维护难度。


    技术实现思路

    1、(一)发明目的

    2、本发明的目的是提供一种可以快速响应电网频率波动,提高电网的稳定性储能系统参与电网调频的控制方法及系统。

    3、(二)技术方案

    4、为解决上述问题,本发明提供了一种储能系统参与电网调频的控制方法,包括:

    5、根据储能系统中储能电池特性,获取储能电池的有功功率调节范围和频率响应灵敏度系数;

    6、在电网发生频率波动时,计算波动时电网的频率变化量;

    7、根据电网频率控制策略、储能电池的有功功率调节范围、频率响应灵敏度系数和电网的频率变化量,获取有功功率调节值;

    8、根据所述有功功率调节值,向一次调频系统发出指令,进行电网频率的调节。

    9、本发明的另一方面,优选地,所述储能电池的有功功率调节范围通过以下公式表示:

    10、

    11、pr_r=[-pavailable,pavailable]

    12、其中,pr_r表示储能电池的有功功率调节范围,pavailable表示储能电池当前可用的最大充放电功率,soccurrent表示储能电池当前荷电状态,socmin表示储能电池荷电下限,socmax表示储能电池荷电上限,pmax表示储能电池的额定最大功率。

    13、本发明的另一方面,优选地,所述频率响应灵敏度系数通过以下公式计算:

    14、k=k0·(1+α·soccurrent)

    15、其中,k表示频率响应灵敏度系数,k0表示基础频率响应灵敏度系数,α表示与储能系统当前寿命状态相关的系数,soccurrent表示储能电池当前荷电状态。

    16、本发明的另一方面,优选地,所述电网的频率变化量通过以下公式计算:

    17、δf=fcurrent-fbase

    18、其中,δf表示电网的频率变化量,fcurrent表示当前频率,fbase表示电网的基准频率。

    19、本发明的另一方面,优选地,根据电网频率控制策略、储能电池的有功功率调节范围、频率响应灵敏度系数和电网的频率变化量,获取有功功率调节值包括:

    20、所述电网频率控制策略包括恒幅调节策略和限幅调节策略;

    21、根据储能电池的有功功率调节范围、频率响应灵敏度系数和电网的频率变化量,确定恒幅调节策略下的恒幅调节量和限幅调节策略下的限幅调节量;

    22、若满足限幅条件,则电网频率控制策略为限幅调节,确定有功功率调节值为所述限幅调节量;

    23、若不满足限幅条件,则电网频率控制策略为恒幅调节,确定有功功率调节值为恒幅调节量。

    24、本发明的另一方面,优选地,

    25、根据电网频率控制策略、储能电池的有功功率调节范围、频率响应灵敏度系数和电网的频率变化量,获取有功功率调节值前;

    26、根据储能电池的状态,确定储能电池是否处于寿命末期范围;

    27、若储能电池处于寿命末期范围,则不参与电网一次调频;

    28、若储能电池不处于寿命末期范围,则参与电网一次调频。

    29、本发明的另一方面,优选地,所述恒幅调节量通过以下公式计算:

    30、

    31、其中,p恒幅表示恒幅调节量,k表示频率响应灵敏度系数,δf表示电网的频率变化量,pavailable表示储能电池当前可用的最大充放电功率。

    32、本发明的另一方面,优选地,所述限幅调节量通过以下公式计算:

    33、p限幅=min(max(k×δf,-pavailable),pavailable)

    34、其中,p限幅表示限幅调节量,k表示频率响应灵敏度系数,δf表示电网的频率变化量,pavailable表示储能电池当前可用的最大充放电功率。

    35、本发明的另一方面,优选地,所述限幅条件包括电网的频率变化量超出预设的阈值。

    36、本发明的另一方面,优选地,一种储能系统参与电网调频的控制系统,包括:

    37、第一计算模块:根据储能系统中储能电池特性,获取储能电池的有功功率调节范围和频率响应灵敏度系数;

    38、第二计算模块:在电网发生频率波动时,计算波动时电网的频率变化量;

    39、第三计算模块:根据电网频率控制策略和上述结果,获取有功功率调节值;

    40、调节模块:根据所述有功功率调节值,向一次调频系统发出指令,进行电网频率的调节。

    41、(三)有益效果

    42、本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果:

    43、本发明通过储能系统的参与,可以快速响应电网频率的波动,减少频率偏差,提高电网的稳定性和可靠性。本发明实时监测储能电池的有功功率调节范围和电网频率的变化,能够实时响应电网频率的变化,快速计算并发出调节指令,提高了响应速度。



    技术特征:

    1.一种储能系统参与电网调频的控制方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述储能电池的有功功率调节范围通过以下公式表示:

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述频率响应灵敏度系数通过以下公式计算:

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电网的频率变化量通过以下公式计算:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据电网频率控制策略、储能电池的有功功率调节范围、频率响应灵敏度系数和电网的频率变化量,获取有功功率调节值包括:

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,

    7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述恒幅调节量通过以下公式计算:

    8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述限幅调节量通过以下公式计算:

    9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述限幅条件包括电网的频率变化量超出预设的阈值。

    10.一种储能系统参与电网调频的控制系统,其特征在于,包括:


    技术总结
    本发明涉及电网调频技术领域,具体涉及一种储能系统参与电网调频的控制方法及系统,包括:根据储能电池特性,获取储能电池的有功功率调节范围和频率响应灵敏度系数;在电网发生频率波动时,计算波动时电网的频率变化量;根据电网频率控制策略和上述结果,获取有功功率调节值;根据有功功率调节值,向一次调频系统发出指令,进行电网频率的调节。本发明通过储能系统的参与,可以快速响应电网频率的波动,减少频率偏差,提高电网的稳定性和可靠性。本发明实时监测储能电池的有功功率调节范围和电网频率的变化,能够实时响应电网频率的变化,快速计算并发出调节指令,提高了响应速度。

    技术研发人员:贺振,张海滨,薛青虎,刘杰,席卫,包海龙,龙超,单双毅,寇金,汪承晔,苏营,邢会娟
    受保护的技术使用者:上海勘测设计研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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