基于一次调频协调控制的储能系统控制策略的制作方法

本发明涉及储能系统控制，具体涉及基于一次调频协调控制的储能系统控制策略。

背景技术：

1、一次调频协调控制(primary frequency control coordination control,pfcc)是一种用于储能系统的控制策略。它主要通过监测和调节系统的频率来实现对电力系统频率的稳定。储能系统在该策略下会根据系统频率的变化，通过调节输出功率来保持系统频率在合适的范围内。它通常与其他调频控制策略结合使用，以实现对电力系统的频率调节和稳定控制。

2、现有的储能系统控制技术难以根据不同电网频率实测值fmeas的范围，确定虚拟同步发电机实际的输出功率，难以准确的设置储能系统中虚拟同步发电机的频率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于一次调频协调控制的储能系统控制策略，解决以下技术问题：

2、现有的储能系统控制技术难以根据不同电网频率实测值fmeas的范围，确定虚拟同步发电机实际的输出功率，影响了储能系统中虚拟同步发电机的频率设置的准确性。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、基于一次调频协调控制的储能系统控制策略，包括以下步骤：

5、实时监测储能系统的电网频率实测值fmeas，以及储能蓄电池组电荷状态soc；

6、根据储能蓄电池组电荷状态soc范围，判断储能系统工作状态；

7、根据储能系统的工作状态，电网频率实测值fmeas的范围，得到虚拟同步发电机实际的输出功率；

8、根据虚拟同步发电机有功频率控制原理，得出系统频率变化与功率变化的关系；

9、通过系统频率变化与功率变化的关系，得到频率参考值,以频率参考值代替储能系统中虚拟同步发电机的当前频率。

10、作为本发明进一步的方案：根据储能蓄电池组电荷状态soc范围，判断储能系统工作状态，包括以下步骤：判断储能蓄电池组电荷状态soc是否位于调频工作范围(socmin，socmax)内，若是储能系统正常工作，否则，储能系统处于闭锁状态。

11、作为本发明进一步的方案：根据储能系统的工作状态，电网频率实测值fmeas的范围，得到虚拟同步发电机实际的输出功率，包括以下步骤：

12、储能系统正常工作时，判断电网频率实测值fmeas所属的频率范围，如果在调频死区范围(fref1，fref2)内，储能系统处于保持状态，此时一次调频过程由综合负荷和虚拟同步发电机的静态频率特性决定；当fmeas超出死区范围时，储能系统的静态频率特性参与到电网一次调频过程中，与虚拟同步发电机共同分摊系统中的不平衡功率，表达式如下：

13、

14、式中：(fref1，fref2)为调频死区的左右边界，kbattery为单位调节功率，fref为频率参考值，fmeas为频率实测值，pbattery为虚拟同步发电机实际的输出功率。

15、作为本发明进一步的方案：根据虚拟同步发电机有功频率控制原理，得出系统频率变化与功率变化的关系，包括以下步骤：

16、根据虚拟同步发电机有功频率控制原理，有如下公式：

17、

18、其中，δp表示功率变化时输出功率与参考功率的差值；

19、根据δp＝pbattery-p0，得出系统频率变化与功率变化的关系如下：

20、

21、其中，δω＝ω-ω0表示发电机角速度与额定角速度的转速差；d表示转子运动过程中的阻尼系数，hs表示转子的惯性常数,km为功频比例系数，pbattery为实际的输出功率，p0为储能系统输出的有功功率。

22、作为本发明进一步的方案：通过系统频率变化与功率变化的关系，得到频率参考值,以频率参考值代替储能系统中虚拟同步发电机的当前频率，包括以下步骤：

23、根据虚拟同步发电机的静态频率特性，在系统调频中实现多机之间不平衡功率的自动分摊，公式如下：

24、pbref-pb0＝km(fmeas-fref) 公式(4)

25、式中：fref为频率参考值，代替了同步发电机中系统当前的频率；pbref为功率参考值，代替同步发电机额定角速度下原动机的输出有功功率；pb0为储能系统输出的有功功率，代替同步发电机系统需要的实际的发电机输出有功功率；fmeas为频率实测值；km为功频比例系数，fref为频率参考值；

26、根据公式(1)、公式(3)和公式(4)，求得频率参考值fref,以频率参考值fref代替储能系统中虚拟同步发电机的当前频率。

27、本发明的有益效果：

28、本发明通过根据储能蓄电池组电荷状态soc范围确定的储能系统的工作状态，电网频率实测值fmeas的范围，得到虚拟同步发电机实际的输出功率；可以更加精确地调节储能系统的运行，避免过度充放电，提高能源利用率。也有利于确定不同电网频率实测值fmeas的范围的虚拟同步发电机实际的输出功率，频率实测值超过调频死区范围的虚拟同步发电机实际的输出功率进行更好的设置，便于后续更准确的设置储能系统中虚拟同步发电机的频率。

29、本发明通过系统频率变化与功率变化的关系，得到频率参考值,以频率参考值代替储能系统中虚拟同步发电机的当前频率。频率参考值根据系统频率的变化来调整，能够迅速响应系统负荷变化，从而保持电力系统的频率稳定。这有助于避免频率过高或过低导致的系统不稳定问题，提高电力系统的稳定性。使用频率参考值来控制储能系统的功率输出，可以更加精确地调节储能系统的运行。通过使用频率参考值代替储能系统中虚拟同步发电机的当前频率，可以提高电力系统的稳定性，增强储能系统的调节能力，提高能源利用率，并优化电力系统的运行成本。

技术特征：

1.基于一次调频协调控制的储能系统控制策略，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于一次调频协调控制的储能系统控制策略,其特征在于，根据储能蓄电池组电荷状态soc范围，判断储能系统工作状态，包括以下步骤：判断储能蓄电池组电荷状态soc是否位于调频工作范围(socmin，socmax)内，若是储能系统正常工作，否则，储能系统处于闭锁状态。

3.根据权利要求2所述的基于一次调频协调控制的储能系统控制策略,其特征在于，根据储能系统的工作状态，电网频率实测值fmeas的范围，得到虚拟同步发电机实际的输出功率，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的基于一次调频协调控制的储能系统控制策略,其特征在于，根据虚拟同步发电机有功频率控制原理，得出系统频率变化与功率变化的关系，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的基于一次调频协调控制的储能系统控制策略,其特征在于，通过系统频率变化与功率变化的关系，得到频率参考值,以频率参考值代替储能系统中虚拟同步发电机的当前频率，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了基于一次调频协调控制的储能系统控制策略，包括以下步骤：实时监测储能系统的电网频率实测值，以及储能蓄电池组电荷状态SOC；根据储能蓄电池组电荷状态SOC范围，判断储能系统工作状态；根据储能系统的工作状态，电网频率实测值的范围，得到虚拟同步发电机实际的输出功率；根据虚拟同步发电机有功频率控制原理，得出系统频率变化与功率变化的关系；通过系统频率变化与功率变化的关系，得到频率参考值,以频率参考值代替储能系统中虚拟同步发电机的当前频率。有利于确定不同电网频率实测值的范围的虚拟同步发电机实际的输出功率，便于后续更准确的设置储能系统中虚拟同步发电机的频率。

技术研发人员：郭家虎,杨盛,黄荣
受保护的技术使用者：华昇智能（安徽）设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24