[发明专利]一种电池储能参与的调频方法、系统、装置及可读存储介质

说明书

本发明提供一种电池储能参与的调频方法、系统、装置及可读存储介质，包括：风机、同步机调频装置及电池储能装置；风机发电组件和电池储能装置分别并入电网的输出功率；同步机调频装置用于实时跟踪风机发电组件并入电网的输出功率；当系统中发生扰动时，风机发电组件产生功率降落，控制电池储能装置接入电网，使电池储能装置与风机发电组件并行运行；使发出的功率弥补风机发电组件输出功率降低产生的功率缺额。采用变下垂系数控制方式控制电池储能系统参与调频，下垂系数将因扰动的不同及风机所处的方波调频阶段的不同而取不同值。在电网系统中，风电机组可通过释放转子动能来参与调频提升频率最低点，大大提高系统应对扰动的能力。

技术领域

本发明涉及电网调频技术领域，尤其涉及一种电池储能参与的调频方法、系统、装置及可读存储介质。

背景技术

近年来，以风能为代表的新能源发电并网规模不断扩大、装机占比不断增加，同步机逐渐被取代。常规同步发电机转子转速与系统频率之间直接耦合，对系统呈现一定的惯性，可以响应系统频率的变化。而风电机组通过变频器与电网连接，转子动能与频率完全解耦，从系统的角度看，其对电网的惯量贡献几乎为零。随着风能渗透率的提高，系统惯量逐渐减小，承受有功冲击、抑制频率波动的能力变弱，电网的安全稳定运行受到挑战。

为了满足系统的需求，风电机组可通过方波控制释放转子动能以参与电力系统的频率调节。在方波调频期间，扰动引起的系统频率跌落问题可得到改善，系统对扰动的缓冲能力提升。但风机转子动能不可无限释放，当释放量达到允许值时，风机将瞬间减小出力退出调频。风机出力的瞬时下降对于系统而言相当于一个新的扰动，将引起频率的二次跌落，威胁电网的安全运行。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种电池储能参与的调频系统，能进一步提高系统应对扰动的能力，并且能有效消除因风机退出调频产生的频率二次跌落问题。

其中，方法包括：

实时跟踪风机发电组件并入电网的输出功率；

当系统中发生扰动时，获取风机发电组件进入突增功率阶段的增发功率值ΔP₁；

当达到预设的调频时间时，采集风机发电组件产生ΔP_drop的功率降落，以及风机输出功率低于正常运行点的值；

接入具有PWM控制器控制的电池储能装置，使电池储能装置与风机发电组件并行运行；

控制电池储能装置发出的功率，使发出的功率弥补风机发电组件输出功率降低产生的功率缺额。

进一步需要说明的是，在正常运行下，风机输出功率为P_we0；

当系统中发生扰动时，风机进入突增功率阶段并保持恒定的增发功率值ΔP₁；

在达到预设的调频时间时，风机退出调频，产生ΔP_drop的功率降落，输出功率低于正常运行点的值；

得到方波调频方式中突增功率ΔP_WT的表达式为：

其中，t₀为扰动发生时刻，t_off为风机退出方波调频时刻，ω_off为退出时刻的转子转速，可由式(3)求得，P_wm(ω_off)为退出时刻对应的机械功率，可由式(4)求得；