[发明专利]一种面向电网一次调频的电池储能系统控制策略

说明书

本发明公开了一种面向电网一次调频的电池储能系统控制策略，包括以下步骤：S1：建立电池储能系统参与电网一次调频的控制架构：将储能电池通过变流器、变压器接入电力系统公共连接点，用以应对电网出现扰动时的频率波动；S2：计算电网对电池储能系统的调频需求：S3：设计储能电池SOC精细化管理的控制策略：满足电网调频需求的基础上设计电池储能系统的功率控制策略，将储能电池SOC划分为禁用区、运行区和待机区，通过实时采集电网频率f(t)以及储能电池SOC值δ_SOC(t)，确定t时段电池储能系统控制模式，并结合需求功率P_order(t)确定实际充放电功率P_act(t)。

技术领域

本发明涉及电网控制技术领域，尤其涉及一种面向电网一次调频的电池储能系统控制策略。

背景技术

随着化石能源短缺以及雾霾为代表的环境污染问题日益严峻，节能减排、大力发展清洁能源迫在眉睫。容量占比不断提升的可再生能源挤占了常规火电机组的发电空间，导致常规机组并网数量减少从而造成系统一次调频能力下降。另一方面，就是这下降的一次调频能力在轻微频率波动下表现的中规中矩，但是在频率波动剧烈的情况下其控制性能问题凸显。此外，由于我国特高压交直流输电工程稳步推进，多条特高压交直流输电线路相继投入运行且输送功率规模日渐提升，从而导致单一元件故障发生概率以及功率缺额数量进一步增加。以上几方面因素相互叠加，频率控制的“攻防”两端此消彼长，可谓是祸不单行，导致电力系统频率控制问题愈发显著。

储能技术具有快速响应、精确跟踪等特性，在大规模间歇性新能源并网引发的频率控制问题高启的背景下正逐步在电力系统调频领域实现规模化应用。相关政策积极鼓励各类主体按照市场化原则投资运营接入电网的储能系统，允许储能系统作为独立主体参与辅助服务交易。国内外规模化电池储能调频示范项目正在积极开展，然而对于电池储能系统(Battery energy storage system,BESS)参与一次调频相关控制策略并未深入探讨。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种面向电网一次调频的电池储能系统控制策略，具体包括以下步骤：

S1：建立电池储能系统参与电网一次调频的控制架构：将储能电池通过变流器、变压器接入电力系统公共连接点，用以应对电网出现扰动时的频率波动；根据实时频率f以及电池储能系统的功率频率特性计算电网对电池储能系统的需求功率P_order，再结合储能系统SOC确定实际充放电功率P_act；

S2：计算电网对电池储能系统的调频需求：模拟传统同步发电机组下垂控制，即根据电网频率偏差和自身功率频率特性确定出力需求，在满足电网技术规范的前提下，根据实时频率f(t)计算功率频率特性系数有效值K_ess，根据功率频率特性系数有效值K_ess确定出力需求P_order(t)；

S3：设计储能电池SOC精细化管理的控制策略：满足电网调频需求的基础上设计电池储能系统的功率控制策略，将储能电池SOC划分为禁用区、运行区和待机区，通过实时采集电网频率f(t)以及储能电池SOC值δ_SOC(t)，确定t时段电池储能系统控制模式，并结合需求功率P_order(t)确定实际充放电功率P_act(t)。

所述功率频率特性系数有效值K_ess采用如下方式获取：

其中：P_rate为BESS额定功率，f(t)为实时频率，f₀为额定频率，f_db为一次调频死区；

所述电网对电池储能系统的需求功率P_order(t)采用如下方式获取：