[0118]为获得满意的调频效果并兼顾仿真时长，本例中的储能系统初始S0C为50%，最大 功率输出为20MW，爬坡速率为20MW/S，传统火电机组爬坡速率为每分钟2%额定功率。该区 域的功频静特性系数为156.3MW/Hz，PI控制器参数KP = 1，Ki= 0.8，一阶低通滤波器截止频 率fc= 1/lOOHz，AGC信号传输延时0 · 2s。
[0119]由表1、图7可知，与储能不参与系统调频相比，储能快速、精确的功率输出可全面 提升系统的调频能力，不仅减缓故障初期的频率变化率，提高暂态最低点的频率值，从而有 效避免低频减载保护动作，而且消除恢复过程中的频率振荡，加快系统频率的恢复，可见单 位容量下的储能调频效果明显好于传统火力机组。
[0120]与不考虑水电、火电机组的附加二次调频控制相比，考虑了本发明所提出的储能 与火电机组协调的附加调频控制后可以进一步改善系统频率的暂态和恢复过程，使系统频 率更快地提升到50Hz，同时在一定程度上优化了储能的调频容量，保证储能有更多的备用 容量参与其他紧急调频调压任务。
[0121]表1储能三段调频性能对比
[0122]
[0123] 基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种储能系统参与电网频率控制的 装置，如下面的实施例所述。由于储能系统参与电网频率控制的装置解决问题的原理与储 能系统参与电网频率控制的方法相似，因此储能系统参与电网频率控制的装置的实施可以 参见储能系统参与电网频率控制的方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语 "单元"或者"模块"可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的 装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0124] 图8是本发明实施例的储能系统参与电网频率控制的.装置的一种结构框图，如图 8所示，包括：
[0125] 监控模块801，用于实时监控电网频率及储能系统的荷电状态，若电网频率偏差未 超过最大频率偏差，则循环监控电网频率及储能系统的荷电状态值；
[0126] -次频率控制模块802，用于若电网频率偏差超过最大频率偏差，则根据电网频率 偏差的偏差方向和储能系统的荷电状态，确定储能系统参与电网一次频率控制：
[0127]若满足一次调频启动条件，则启动虚拟惯性响应和一次可变下垂控制，确定储能 系统的虚拟惯性响应和一次可变下垂控制功率调整值;根据虚拟惯性响应和一次可变下垂 控制功率调整值，确定一次调频有功控制指令;根据一次调频有功控制指令，对储能系统的 有功出力进行第一次调整；
[0128] 二次调频模块803，用于经过预设延迟时间后，启动二次调频，确定二次调频指令；
[0129]总的有功控制指令确定模块804,用于根据虚拟惯性响应、一次可变下垂控制功率 调整值和二次调频指令，确定总的有功控制指令；
[0130] 二次调整模块805,用于根据总的有功控制指令，对储能系统的有功出力进行第二 次调整；
[0131]其中，所述电网频率偏差为电网频率与电力系统的标称频率的差值的绝对值。
[0132]下面对该结构进行说明。
[0133]具体实施时，所述一次频率控制模块802具体用于：
[0134] 按照如下方式根据电网频率偏差的偏差方向和储能系统的荷电状态，确定储能系 统参与电网一次频率控制：
[0135] 在电网频率偏差的偏差方向为ft>50+Afmax，且S0CBESS,t〈S0CmaJt，确定储能系统 参与电网一次频率控制；
[0136] 或，在电网频率偏差的偏差方向为ft〈50_Afmax，且S0CBESS,t>S0Cmin时，确定储能系 统参与电网一次频率控制；
[0137]其中，ft为t时刻的电网频率；Δfmax为最大频率偏差;S0CBESS,t为储能系统在t时刻 的荷电状态;S0Cmax*储能系统允许的荷电状态最大值;S0Cmin为储能系统允许的荷电状态 最小值。
[0138]具体实施时，所述一次调频启动条件包括虚拟惯性响应启动条件和一次可变下垂 控制启动条件；
[0139]所述虚拟惯性响应启动条件为：
[0140] 当|dft/dt| 2 1』寸，虚拟惯性响应启动；
[0141] 其中，dft/dt为t时刻的电网频率变化率，Riim为电网频率变化率死区；
[0142]所述一次可变下垂控制启动条件为：
[0143] 当|ft-50|>Afmax且t>Tdeiayi时，一次可变下垂控制启动；
[0144]其中，ft为t时刻的电网频率；Δfmax为最大频率偏差;Tdeiayl为预设的第一延迟时 间。
[0145]具体实施时，所述一次频率控制模块802还用于：
[0146]当满足一次调频结束条件，结束虚拟惯性响应和一次可变下垂控制；
[0147]所述一次调频结束条件包括虚拟惯性响应结束条件和一次可变下垂控制结束条 件；
[0148] 所述虚拟惯性响应结束条件为：
[0149] 当电网频率达到峰值且延迟预设时间后，虚拟惯性响应结束；
[0150] 所述一次可变下垂控制结束条件为：
[0151] 当t>Tdeiay2时，一次可变下垂控制结束；
[0152] 其中，Tdeiay2为预设的第二延迟时间。
[0153] 具体实施时，所述一次频率控制模块802具体用于：
[0154] 按如下公式确定储能系统的虚拟惯性响应：
[0156] 其中，△Plnert,t为储能系统在t时刻的虚拟惯性响应，Klnert为虚拟惯性系数，Klnert〈 0，dft/dt为t时刻的电网频率变化率，Riim为电网频率变化率死区。
[0157] 具体实施时，所述一次频率控制模块802具体用于：
[0158] 按如下公式确定储能系统的一次可变下垂控制功率调整值：
[0160]其中，ΔPDrcmp,t为储能系统在t时刻的一次可变下垂控制功率调整值，RDrcicip,t为t时 刻的下垂系数，ft为t时刻的电网频率，△fmax为最大频率偏差，min为取小值运算，max为取 大值运算，Pbessn为储能系统的额定功率；
[0161]按照如下公式确定
[0163] 其中，Rmax为最大下垂系数，Rmin为最小下垂系数，S0CBESS,t为储能系统在t时刻的荷 电状态;S0Cmax为储能系统允许的荷电状态最大值;S0Cmin为储能系统允许的荷电状态最小 值。
[0164] 具体实施时，所述一次频率控制模块802具体用于：
[0165] 按如下公式确定一次调频有功控制指令：
[0166] ΔPpf,t-ΔPinert，t+ΔPDr〇〇p，t;
[0167] 其中，△PPF,t为t时刻的一次调频有功控制指令。
[0168] 具体实施时，所述二次调频模块803包括：
[0169] 控制需求确定单元8031，用于确定电网二次频率控制需求ARR;
[0170] 参与因子确定单元8032,用于确定调频机组的二次频率控制的参与因子，其中，所 述调频机组包括储能机组、分担储能机组调频任务的发电机组和不分担储能机组调频任务 的发电机组；
[0171] 基础二次调频指令确定单元8033,用于根据电网二次频率控制需求ARR和参与因 子，确定调频机组的基础二次调频指令；
[0172]附加二次调频指令确定单元8034,用于确定分担储能机组调频任务的发电机组的 附加二次调频指令；
[0173]第一总调频指令确定单元8035,用于根据调频机组的一次调频指令和基础二次调 频指令，确定储能机组和不分担储能机组调频任务的发电机组的总调频指令；
[0174]第二总调频指令确定单元8036,用于根据调频机组的一次调频指令、基础二次调 频指令和附加二次调频指令，确定分担储能机组调频任务的发电机组的总调频指令；
[0175]所述总的有功控制指令确定模块804具体用于：
[0176]根据虚拟惯性响应、一次可变下垂控制功率调整值、储能机组和不分担储能机组 调频任务的发电机组的总调频指令，确定储能机组和不分担储能机组调频任务的发电机组 的二次调频有功控制指令；
[0177]根据虚拟惯性响应、一次可变下垂控制功率调整值、分担储能机组调频任务的发 电机组的总调频指令，确定分担储能机组调频任务的发电机组的二次调频有功控制指令； [0178]所述二次调整模块805具体用于：
[0179]根据储能机组和不分担储能机组调频任务的发电机组的二次调频有功控制指令， 对调储能机组和不分担储能机组调频任务的发电机组的有功出力进行调整；
[0180]根据分担储能机组调频任务的发电机组的二次调频有功控制指令，对分担储能机 组调频任务的发电机组的有功出力进行调整。
[0181] 具体实施时，控制需求确定单元8031按照如下方式确定电网二次频率控制需求 ARR：
[0182]首先确定区域控制偏差ACE，其计算公式为：
[0183] ACEt=Δ Ptie,t+K Δ f t=Δ Ptie,t+ (Kg+Kd)Δ f t；
[0184]上式中：ACEt为t时刻的区域控制偏差，ΔPtie3,t为t时刻的联络线功率波动值，为t 时刻控制区与外部控制区联络线总功率之和与计划值的偏差;K为控制区域的功频静特性 系数，有两部分组成，其中Kc为控制区域内调频机组的频率调节效应系数，KD为控制区域内 负荷的频率调节效应系数，△ftSt时刻的控制区域的频率偏差。
[0185] 将区域控制偏差(AreaControlError，ACE)经过滤波和PI环节形成区域控制需 求ARR〇
[0186]具体实施时，所述参与因子确定单元8032具体用于：
[0187] 按如下公式确定调频机组的二次频率控制的参与因子：
[0189]其中，PFi为第i台调频机组的二次频率控制的参与因子;h为第i台调频机组的爬 坡速率;N为调频机组的数量。
[0190]具体实施时，所述基础二次调频指令确定单元8033具体用于：
[0191]按如下公式确定调频机组的基础二次调频指令：
[0193]其中，为第i台调频机组在t时刻的基础二次调频指令，PFi为第i台调频机组 的二次频率控制的参与因子，ARRt为t时刻的电网二次频率控制需求。
[0194]具体实施时，所述第一总调频指令确定单元8035具体用于：
[01