[发明专利]一种基于分布式储能装置的区域电网频率支撑系统

说明书

本发明公开了一种基于分布式储能装置的区域电网频率支撑系统，包括：储能装置，分布在各110kV变电所的10kV或35kV交流母线上；电网频率支撑协调器，设于区域电力调控中心，与监控单元通讯连接；电网能量管理系统，与电网频率支撑协调器通讯连接；当电网特高压交直流输电线路发生故障时，区域电网产生了相应的有功缺额，电网能量管理系统感知后向区域电力调控中心的电网频率支撑协调器发出功率紧急支撑指令，电网频率支撑协调器根据当时各储能装置的荷电状态，计算出每个储能装置需要承担的紧急支撑功率，并下发至各储能装置，由储能装置提供紧急支援功率。本发明解决了在区域电网出现有功功率缺额而导致的系统频率下降问题。

技术领域

本发明涉及配电网技术领域，尤其涉及一种针对区域电网频率稳定的支撑技术。

背景技术

在中国沿海一带，随着特高压交直流输电线路相继接入电网，某些区域电网发展成为一个特高压交直流互联、1000MW级大型发电机组作为主干支撑的庞大而复杂的电力系统。特高压输电的接入，一方面为区域电网注入了大量的外来电力，另一方面由于大容量输电通道故障概率的存在，也给区域电网安全稳定运行带来了新的挑战，主要体现在特高压交直流线路或变电设备出现故障(如直流输电单极或双极闭锁)，会造成区域电网短时间源荷严重不平衡，导致电网频率的大幅度下降，严重威胁着电网的安全稳定运行。

为了解决这一问题，目前一般综合采用多直流输电功率提升、抽蓄电站切泵等措施来平衡电网功率的缺额，但上述措施在特高压直流双极闭锁的严重故障下仍不足以阻止电网频率的跌落。目前快速精准切负荷措施依然是必要的预备手段，大功率切负荷就意味着大面积的停电，这一手段对工业生产、人民生活依然会造成严重的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于分布式储能装置的区域电网频率支撑系统，解决在区域电网出现有功功率缺额而导致的系统频率下降问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于分布式储能装置的区域电网频率支撑系统，包括：

储能装置，设有若干个，分别分布在各110kV变电所的10kV或35kV交流母线上，其包括能量单元、大功率多电平逆变器以及监控单元；

电网频率支撑协调器，设于区域电力调控中心，与监控单元通讯连接；

电网能量管理系统，与电网频率支撑协调器通讯连接；

当电网特高压交直流输电线路发生故障时，区域电网产生了相应的有功缺额，电网能量管理系统感知后向区域电力调控中心的电网频率支撑协调器发出功率紧急支撑指令，电网频率支撑协调器根据当时各储能装置的荷电状态，计算出每个储能装置需要承担的紧急支撑功率，并下发至各储能装置，由储能装置提供紧急支援功率。

其中，有功缺额ΔP为系统的总负荷P_L减去系统故障的特高压交直流实时传输功率P_T，由此，得到系统总有功缺额ΔP与分布式储能装置总有功支持量P_S的关系，如公式(1)、(2)所示：

ΔP＝P_L-P_T (1)

P_S＝K·ΔP (2)

其中，公式(2)中系数K为储能装置对于系统的有功补偿率，且K的取值范围小于1；

每个分布式储能装置容量的分配，按公式(3)计算，

其中，K₁、K₂、…K_N的值，由公式(4)计算：