t为t时刻的控制区域的频率偏差。12. 如权利要求11所述的储能系统参与电网频率控制的方法，其特征在于，所述确定分 担储能机组调频任务的发电机组的附加二次调频指令包括： 确定分担储能机组调频任务的发电机组的二次频率控制的参与因子； 根据储能机组的基础二次调频指令、分担储能机组调频任务的发电机组的二次频率控 制的参与因子，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； 按如下公式确定附加二次调频指令：其中为第k台分担储能机组调频任务的发电机组的附加二次调频指令，为 第j台储能机组的基础二次调频指令;η为调频机组中储能机组的数量;PFk'为第k台分担储 能机组调频任务的发电机组的二次频率控制的参与因子;Rk为第k台指定发电机组的爬坡 速率;m为分担储能机组调频任务的发电机组的数量。13. 如权利要求12所述的储能系统参与电网频率控制的方法，其特征在于，所述分担储 能机组调频任务的发电机组的总调频指令按如下公式确定：其中，Aff'为第i台分担储能机组调频任务的发电机组的总调频指令。14. 一种储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，包括： 监控模块，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； 一次频率控制模块，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： 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； 二次调频模块，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； 总的有功控制指令确定模块，用于根据虚拟惯性响应、一次可变下垂控制功率调整值 和^次调频指令，确定总的有功控制指令； 二次调整模块，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； 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。15. 如权利要求14所述的储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，所述一次频 率控制模块具体用于： 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： 在电网频率偏差的偏差方向为ft>50+Δ fmax，且SOCbess,t〈SOCmax时，确定储能系统参与电 网一次频率控制； 或，在电网频率偏差的偏差方向为6〈50-&匕_且30(^以>30(^时，确定储能系统参 与电网一次频率控制； 其中，ft为t时刻的电网频率；△ fmax为最大频率偏差;SOCbess,t为储能系统在t时刻的荷 电状态;SOCmax为储能系统允许的荷电状态最大值;SOCmin为储能系统允许的荷电状态最小 值。16. 如权利要求14所述的储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，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； 所述虚拟惯性响应启动条件为： 当I dft/dt I 2 RuJ寸，虚拟惯性响应启动； 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； 所述一次可变下垂控制启动条件为： 当I f t-50 I > Δ fmax且t>Tdeiayi时，一次可变下垂控制启动； 其中，ft为t时刻的电网频率；△ fmax为最大频率偏差;Tdelayl为预设的第一延迟时间。17. 如权利要求16所述的储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，所述一次频 率控制模块还用于： 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； 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； 所述虚拟惯性响应结束条件为： 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； 所述一次可变下垂控制结束条件为： 当t>Tdelay2时，一次可变下垂控制结束； 其中，Tdelay2为预设的第二延迟时间。18. 如权利要求14所述的储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，所述一次频 率控制模块具体用于： 按如下公式确定储能系统的虚拟惯性响应：其中，Δ Plm3rtit为储能系统在t时刻的虚拟惯性响应，Kine3rt为虚拟惯性系数，Ki ne3rt〈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。19. 如权利要求18所述的储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，所述一次频 率控制模块具体用于： 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：其中，Δ PDrcmp,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，Δ 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； 按照如下公式确定RDroop, t:其中，Rmax为最大下垂系数，Rmin为最小下垂系数，SOCbess , t为储能系统在t时刻的荷电状 态;SOCmax为储能系统允许的荷电状态最大值;SOCmin为储能系统允许的荷电状态最小值。20. 如权利要求19所述的储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，所述一次频 率控制模块具体用于： 按如下公式确定一次调频有功控制指令： Δ PpF, t - A Plnert, t+ A PDroop，t; 其中，A PPF,t为t时刻的一次调频有功控制指令。21. 如权利要求14所述的储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，所述二次调 频模块包括： 控制需求确定单元，用于确定电网二次频率控制需求ARR; 参与因子确定单元，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； 基础二次调频指令确定单元，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； 附加二次调频指令确定单元，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； 第一总调频指令确定单元，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； 第二总调频指令确定单元，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； 所述总的有功控制指令确定模块具体用于： 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； 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； 所述二次调整模块具体用于： 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； 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。22. 如权利要求21所述的储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，所述参与因 子确定单元具体用于： 按如下公式确定调频机组的二次频率控制的参与因子：其中，PF1为第i台调频机组的二次频率控制的参与因子;R1为第i台调频机组的爬坡速 率;N为调频机组的数量。23. 如权利要求22所述的储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，所述基础二 次调频指令确定单元具体用于： 按如下公式确定调频机组的基础二次调频指令：其中，Mfe为第i台调频机组在t时刻的基础二次调频指令，PF1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。24. 如权利要求23所述的储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，所述第一总 调频指令确定单元具体用于： 按如下公式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：其中，为第i台调频机组在t时刻的总调频指令，Δ/^f为第i台调频机组在t时刻的 一次调频指令,K1为第i台调频机组的一次调频系数；△ ft为t时刻的控制区域的频率偏差。25. 如权利要求24所述的储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，所述附加二 次调频指令确定单元具体用于： 按如下方式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： 确定分担储能机组调频任务的发电机组的二次频率控制的参与因子； 根据储能机组的基础二次调频指令、分担储能机组调频任务的发电机组的二次频率控 制的参与因子，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； 按如下公式确定附加二次调频指令：其中，为第k台分担储能机组调频任务的发电机组的附加二次调频指令， 为第j台储能机组的基础二次调频指令;η为调频机组中储能机组的数量;PFk'为第k台分担 储能机组调频任务的发电机组的二次频率控制的参与因子;Rk为第k台指定发电机组的爬 坡速率;m为分担储能机组调频任务的发电机组的数量。26. 如权利要求25所述的储能系统参与电网频率控制的装置，其特征在于，所述第二总 调频指令确定单元具体用于： 按如下公式确定分担储能机组调频任务的发电机组的总调频指令：其中，MJf'为第i台分担储能机组调频任务的发电机组的总调频指令。
【专利摘要】本发明提供一种储能系统参与电网频率控制的方法及装置，包括：实时监控电网频率及储能的荷电状态，若电网频率偏差超过最大频率偏差，根据偏差方向和荷电状态确定储能参与电网一次调频：当满足一次调频启动条件时计算虚拟惯性响应、一次可变下垂控制功率调整值和一次调频有功控制指令；根据一次调频有功控制指令，对储能的有功出力进行第一次调整；经过延迟时间后启动二次调频，确定二次调频指令；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，确定二次调频有功控制指令；根据二次调频有功控制指令，对储能的有功出力进行第二次调整。采用本发明可以很好的解决储能与其他机组在一次调频、二次调频方面协调配合的问题。
【IPC分类】H02J3/24, H02J3/28
【公开号】CN105449701
【申请号】CN201610031506
【发明人】吴林林, 刘辉, 白恺, 崔正湃, 李娜, 王皓靖, 李蕴红, 徐海翔, 江浩
【申请人】华北电力科学研究院有限责任公司, 国网冀北电力有限公司电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2016年1月18日