[发明专利]一种用于风储系统一次调频的控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于风储系统一次调频的控制方法及系统，属于电气工程技术领域，包括底层双馈异步风力发电机DFIG矢量控制和储能系统ESS双闭环控制，上层功率一致性控制和荷电状态SoC一致性控制。底层控制确保风机和储能系统的正常运行，上层控制调节风机和储能系统的功率分配：基于功率一致性控制确保储能设备能够根据其不同的容量实时调节储能调频功率输出；基于SoC一致性协议对DFIG网侧变流器参考功率进行调整，保证所有储能设备在同时充放电的前提下根据SoC调整其输出。如此，本发明能够有效地实时调节风储输出功率以稳定频率，保证风电场稳定运行。

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，更具体地，涉及一种用于风储系统一次调频的控制方法及系统。

背景技术

近年来，储能得到了迅速的发展和应用。在含风电的电力系统中，利用储能辅助系统频率调节可实现储能吸收和释放有功功率，其性能稳定、控制灵活、响应快速。因此除了利用风电机组自身的调节能力，在风电机组或风电场配置一定容量的储能，可以辅助风电参与系统的频率调节过程，并且可以避免因为风机转子惯性控制而导致的系统频率二次降低的问题。

当在分布式风电场中安装多个储能单元时，需要保证风电机组与储能的协调运行。对于风储系统参与电网一次调频而言，有功功率控制是关键一环，然而，目前的有功控制方法主要是集中式的，其方法假定整个风电场的风速条件和风机的储能信息均可供中央控制器使用，这样会因为单点通信故障导致系统崩溃。一致性控制仅利用本地控制器之间的相邻信息交换来实现全局控制目标，可靠性相比于集中控制更高。对于风力发电机与储能单元一对一组合模式下的系统，目前的分布式风储系统实现了风机和储能之间负载功率的实时共享，但是很少考虑不同储能单元之间容量和荷电状态(SoC)等特性的差异，从而未充分利用储能系统的充放电能力。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于风储系统一次调频的控制方法及系统，旨在解决现有的风储系统一次调频过程中功率分配特性较差的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种用于风储系统一次调频的控制方法，包括以下步骤：

(1)根据系统频率偏差，经过一次调频环节获取储能系统所需输出有功功率需求量P_d；

(2)基于所述有功功率需求量P_d，计算第i组储能单元输出功率参考一致性状态变量z_i，并根据储能单元额定容量C_bat,i确定储能单元输出功率参考值P_es,i；

(3)根据所述第i组储能单元的荷电状态SoC_i、额定容量C_bat,i和输出功率P_bati，计算储能单元SoC一致性状态变量x_i；

(4)将x_i的邻间误差项加权求和后，经PI控制器得到储能单元参考功率修正值P_SoC,i；

(5)将双馈异步风力发电机DFIG定子有功功率P_s,i和转子有功功率P_r,i的差值、储能单元参考功率修正值P_SoC,i、储能单元输出功率参考值P_es,i相加，得到所述风力发电机DFIG网侧输出有功功率参考值P_netref,i；

(6)网侧变换器通过dq解耦控制，使所述风力发电机DFIG网侧输出有功功率P_net,i跟随所述有功功率参考值P_netref,i。

进一步地，步骤(1)具体包括：

根据综合负荷的变化情况，对电网频率全局信息量进行采样，并经过P/f下垂控制和惯量控制，获取储能系统所需输出有功功率需求量P_d；其中，