[发明专利]基于能量反馈修正的储能参与调频控制器及参数配置方法

权利要求书

1.一种基于能量反馈修正的储能参与调频控制器，其特征在于，在储能装置的有功输出上引入一个与储能装置能量偏差成正比的修正项，储能装置的有功输出偏差P_s表示为：

其中，m_v为储能装置的虚拟惯量；ω表示系统惯性中心的COI坐标下的频率偏差值；α_s为储能装置的下垂强度；a为能量水平负反馈强度；E为由下垂控制部分所导致的储能装置的能量水平偏差，其动态方程为

对具备基于能量反馈修正的储能参与调频控制器的储能参与调频后的电力系统频率特性分析如下：

系统的有功波动P_l(s)到系统频率偏差ω(s)的传递函数为

其中，s为复频率；M和d分别表示系统的集总惯性时间常数和频率阻尼；τ，α_g分别表示系统一次调频的响应速度和调频强度；

固定能量水平负反馈强度a＝1/τ，则上式化简为

当系统有功发生幅值为ΔP的阶跃变化时，假设功率缺失，系统的频率响应为

记则有

记根据Λ的阻尼情况分类分析如下：

若Λ是临界阻尼的，则

此时，储能装置的下垂强度为

记为Λ处于临界阻尼时对应的储能装置的下垂强度，若α_s＜ζ，则Λ为欠阻尼的；若α_s＞ζ，则Λ为过阻尼的；

1)Λ欠阻尼

Λ欠阻尼，对应记

则系统频率响应化简为

由拉普拉斯反变换求得系统频率响应的时域表达式为

其中t为响应时间；

进而求出系统频率响应与额定频率的最大偏差|ω|_max为

其中φ∈(-π/2,π/2)，且满足

2)Λ临界阻尼

Λ临界阻尼，对应同样记

则系统频率响应简化为

由拉普拉斯反变换求得系统频率响应的时域表达式为

当系统参数满足时，系统频率响应存在最低点，与额定频率的最大偏差为

当系统参数满足时，不存在最低点，与额定频率的最大偏差即为稳态偏差ΔP/(d+α_g)；

3)Λ过阻尼

Λ过阻尼，对应着记

则系统频率响应化简为

由拉普拉斯反变换求得系统频率响应的时域表达式为

当系统参数满足时，系统频率响应存在最低点，与额定频率的最大偏差为

当系统参数满足时，不存在最低点，与额定频率的最大偏差即为稳态偏差ΔP/(d+α_g)；

在以上控制策略下的储能装置接入电力系统后，系统频率响应在阶跃扰动下的最大偏差为：

当系统参数满足时，

当系统参数满足时，

2.一种权利要求1所述的基于能量反馈修正的储能参与调频控制器的参数配置方法，其特征在于，按照如下步骤进行：

步骤1：输入电力系统集总参数M,d,α_g,τ和允许频率最大偏差ω₀；

步骤2：取储能的能量水平负反馈强度a＝1/τ，判断系统参数是否满足若满足，则根据式(21)绘制系统最大频率偏差|ω|_max随储能下垂强度α_s的变化曲线；若不满足，则根据式(22)绘制系统最大频率偏差|ω|_max随储能下垂强度α_s的变化曲线；

步骤3：根据允许频率最大偏差ω₀，在步骤2得到的曲线中，寻找满足频率稳定要求的临界下垂强度α_s0，进而选择下垂强度