[发明专利]基于动态任务系数的储能辅助风电一次调频控制方法

说明书

本发明公开了基于动态任务系数的储能辅助风电一次调频控制方法，其特点是，以最大频率偏差为界将储能调频过程划分为惯性响应阶段与一次调频阶段，在惯性响应阶段，采用虚拟惯性控制和虚拟下垂控制；在一次调频阶段，采用虚拟下垂控制和虚拟负惯性控制，其次，基于双曲正切函数分别构建适应于惯性响应阶段和一次调频阶段的动态任务系数模型，根据频率偏差变化率和频率偏差的变化，动态调整一次调频过程中虚拟惯性控制、虚拟负惯性控制以及虚拟下垂控制所承担的调频任务比例，根据储能荷电状态和系统最大频差来调整负惯性控制调节系数，在频率恢复期间加速频率恢复；在虚拟下垂控制的基础上，提出变系数虚拟下垂控制，使得下垂系数随SOC自适应变化，具有科学合理，适用性强，既能够保证调频效果，又能够保证储能SOC的状态等优点，能够维持储能长期稳定出力。

技术领域

本发明涉及电力系统调频控制方法，是一种基于动态任务系数的储能辅助风电一次调频控制方法

背景技术

现有技术中，风电自身不具备调频能力，大规模取代传统机组势必会造成原有调频备用的减少，导致系统调频能力不足；另外，风电与电网频率解耦，大规模接入将会大大降低系统惯性响应能力，导致受扰动后的频率恶化速度加快，储能具有快速响应、控制灵活、双向调节等显著优势，被视为辅助风电场调频的有效手段之一，改善一次调频性能关键在于抑制频率扰动初期的频率变化速率、提高频率恢复速率以及减小稳态频率偏差几个方面，但现有技术中，缺乏既能兼顾整个调频过程的动态特性及稳态特性，又能实现多种控制方式之间的平滑切换，且能根据SOC自适应平滑储能出力的自适应性较强的储能控制方法，迄今为止，未见基于动态任务系数的储能辅助风电一次调频控制方法的文献报道及实际应用，

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术存在的问题，提出一种科学合理，适用性强，既能兼顾整个调频过程的动态特性及稳态特性，又能实现多种控制方式之间的平滑切换，且能根据SOC自适应平滑储能出力的自适应性较强的基于动态任务系数的储能辅助风电一次调频控制方法，

本发明的技术方案是：一种基于动态任务系数的储能辅助风电一次调频控制方法，其特征是，它包括以下步骤：

1)以最大频率偏差为界，将整个一次调频过程划分为惯性响应阶段和一次调频阶段；

2)考虑任务系数的储能出力深度控制；

3)基于储能SOC与最大频差反馈的储能出力深度控制。

进一步，所述步骤1)中的惯性响应阶段和一次调频阶段的划分方法如下：

①惯性响应阶段定义为：从频率偏差越过调频死区f_d开始，到频率偏差达到最大值|Δf_m|为止；

②一次调频阶段定义为：从频率偏差最大值出现时刻开始，到频率偏差首次达到稳态值为止。

进一步，所述步骤2)中的考虑任务系数的储能出力深度控制方法如下：

①惯性响应阶段储能出力深度确定

为有效抑制频率变化率，减小最大频率偏差，在惯性响应阶段采用虚拟惯性为主，虚拟下垂为辅的综合控制方式，建立如式(1)所示的任务系数解析模型：

式中，a₁为虚拟下垂控制任务系数；a₂为虚拟惯性控制任务系数；Δf为频率偏差；n₁为曲线的形状参数；

确定虚拟下垂控制的任务系数a₁与虚拟惯性控制的任务系数a₂后，可进一步确定储能在惯性响应阶段的出力深度如式(2)：