一种适用于低压台区的预装式储能系统自适应控制方法技术方案

一种适用于低压台区的预装式储能系统自适应控制方法。提供了一种利用预装式储能系统，通过检测台区配变低压侧电压、频率、电流、相位，自动识别台区配变运行状况并提供有功和无功的支撑，主动参与电压和频率调节、临时增容、改善配网供电质量的适用于低压台区的预装式储能系统自适应控制方法。在储能系统并网点安装监测装置，检测并网点电压、频率、电流、相位，储能系统计算变压器有功和无功功率。本发明专利技术通过检测台区配变低压侧电压、频率、电流、相位，自动识别台区配变运行状况并提供有功和无功的支撑，主动参与电压和频率调节、临时增容、改善配网供电质量。

An Adaptive Control Method for Pre-installed Energy Storage System in Low Voltage Platform

A self-adaptive control method for pre-installed energy storage system in low-voltage area is presented. A self-adaptive control method of pre-installed energy storage system for low-voltage substation is provided, which uses pre-installed energy storage system to automatically identify the operation status of substation distribution transformer and provide active and reactive power support by detecting voltage, frequency, current and phase of low-voltage side of substation distribution transformer. It actively participates in voltage and frequency regulation, temporary capacity increase and improves power supply quality of distribution network. Install monitoring device at grid-connected point of energy storage system to detect grid-connected voltage, frequency, current and phase, and calculate active and reactive power of transformer by energy storage system. By detecting the voltage, frequency, current and phase of the low-voltage side of the distribution transformer in the station area, the invention automatically identifies the operation status of the distribution transformer in the station area and provides active and reactive power support, actively participates in voltage and frequency regulation, temporary capacity increase, and improves the power supply quality of the distribution network.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于低压台区的预装式储能系统自适应控制方法
本专利技术涉及分布式储能应用领域，尤其涉及一种适用于低压台区的预装式储能系统自适应控制方法。
技术介绍
随着现代社会对电力能源的依赖性日益增强，用电需求的迅猛增长，供电质量要求越来越高。由于配电网末端常位于农村、山区、海岛等非城市中心区域，其低压配电网覆盖范围广、网架结构薄弱，常常存在季节性和时段性负荷波动造成的供电能力不足、电能质量较差、供电可靠性低的问题；例如农业属于时节、季节型产业，多数农业设备呈现间歇性负载特性，其功率峰谷相差近乎十余倍，峰时功率会导致用电电压降低、三相电压不平衡等电能质量问题，严重时出现配电变压器容量越限，可能引起配变和用电设备无法工作或损坏，带来巨大的经济损失，甚至引起供用电纠纷，此外特殊农业用户对供电质量和可靠性也存在较高要求。因此，配网末端存在负荷间歇性特征突出、供电可靠性低等诸多电力供应问题。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题，提供了一种利用预装式储能系统，通过检测台区配变低压侧电压、频率、电流、相位，自动识别台区配变运行状况并提供有功和无功的支撑，主动参与电压和频率调节、临时增容、改善配网供电质量的适用于低压台区的预装式储能系统自适应控制方法。本专利技术的技术方案是：在台区配变低压侧接入储能系统，在储能系统并网点安装监测装置，检测并网点电压、频率、电流、相位，储能系统计算变压器有功和无功功率；包括以下步骤：步骤1)：首先设置一个变压器输出有功功率的上限值和下限值，当变压器输出功率超过上限值就启动储能系统，提供有功支撑，当变压器输出功率低于下限值时，储能系统不提供有功功率；步骤2)：其次设置一个变压器功率因数的下限值，当变压器功率因数低于下限值时，储能系统发出或吸收无功功率，功率值的大小可根据电压、电流、相位的关系计算得出，当变压器输出功率高于下限值时，储能系统不提供无功功率；步骤3)：最后设置电压、频率的波动范围的上下限值，当检测的电压、频率超过限值范围时，启动储能系统自适应运行模式提供有功无功支撑。步骤1)的判断依据式为：其中，PS为储能系统有功出力，PT为变压器输出功率，PTmin和PTmax为变压器功率上、下限，k为功率系数。步骤2)判断依据式为：其中，QS为储能系统无功出力，QT为变压器输出无功功率，λ为变压器功率因数，λ1为功率因数阈值。步骤3)的判断依据式为：其中，Pn(f)和Qn(u)为储能系统有功和无功额定输出功率，f为频率，u为电压，UCmax为电网电压正常运行上限值；UCmin为电网电压正常运行下限值；FCmax为电网频率正常运行上限值；FCmin为电网频率正常运行下限值；UFmax为电网电压保护上限值；UFmin为电网电压保护下限值；FFmax为电网频率保护上限值；FFmax为电网频率保护下限值。本专利技术中的预装式储能系统占地面积小，具有有功和无功出力完全解耦的特点，储能系统接入台区配变低压侧，通过检测台区配变低压侧电压、频率、电流、相位，自动识别台区配变运行状况并提供有功和无功的支撑，主动参与电压和频率调节、临时增容、改善配网供电质量。附图说明图1是本专利技术的流程图，图2是频率与输出功率的曲线图，图3是电压和无功功率的曲线图。具体实施方式本专利技术如图1所示，在储能系统并网点安装监测装置(即通用的电压、电流、相位的采样装置，如将智能电表安装在台变的配电箱内，通过通讯将参数传给储能系统)，检测并网点电压、频率、电流、相位，储能系统计算变压器有功和无功功率。首先设置一个变压器输出有功功率的上限值和下限值，当变压器输出功率超过上限值就启动储能系统，提供有功支撑，将变压器的功率限制在一个合理的范围内，当变压器输出功率低于下限值时，储能系统不提供有功功率，以解决间歇性负荷过载问题并保证变压器输出功率始终在一个合理的范围内；其次设置一个变压器功率因数的下限值(例如0.9)，当变压器功率因数低于下限值时，储能系统发出或吸收无功功率，功率值的大小可根据电压、电流、相位的关系计算得出，当变压器输出功率高于下限值时，储能系统不提供无功功率，以改善配网供电质量；最后，设置电压、频率的波动范围的上下限值，当检测的电压、频率超过限值范围时，启动储能系统自适应运行模式提供有功无功支撑，以稳定电网的电压和频率。为防止储能系统过充过放，延长储能系统使用寿命，所有≤的有功无功出力需要乘以一个系数，该系数有储能电池SOC决定。本专利技术中的储能系统指的是将电池系统，PCS变换器和就地监控系统集成在一个集装箱内，放置在台区配变的旁边。具体步骤为：步骤1)：首先计算变压器输出功率，当变压器输出功率超过上限值就启动储能系统，提供有功支撑，将变压器的功率限制在一个合理的范围内，当变压器输出功率低于下限值时，储能系统不提供有功功率，判断依据式为：其中，PS为储能系统有功出力，PT为变压器输出功率，PTmin和PTmax为变压器功率上下限，k为功率系数。步骤2)：其次计算变压器功率因数，当变压器功率因数低于阈值时，储能系统输出无功功率与当前变压器的无功功率数值相同且极性相反，当变压器输出功率高于阈值时，储能系统不提供无功功率，判断依据式为：其中，QS为储能系统无功出力，QT为变压器输出无功功率，λ为变压器功率因数，λ1为功率因数阈值。步骤3)：根据检测的电压、频率值调节储能系统有功无功输出。当检测的电压、频率超过限值范围时，启动储能系统自适应运行模式提供有功无功支撑，以稳定电网的电压和频率；其中，Pn(f)和Qn(u)为储能系统有功和无功额定输出功率，Pn与f关系、Qn与u关系曲线如附图2、3所示，UCmax为电网电压正常运行上限值；UCmin为电网电压正常运行下限值；FCmax为电网频率正常运行上限值；FCmin为电网频率正常运行下限值；，UFmax为电网电压保护上限值；UFmin为电网电压保护下限值；FFmax为电网频率保护上限值；FFmax为电网频率保护下限值。本专利技术在工作中，主动检测电网的问题，储能系统根据电网的不同问题提供相应的有功和无功的支撑；同时考虑了储能系统的SOC状态，合理修正储能系统有功无功的出力，达到延长储能系统使用寿命的目的。本专利技术具有以下优点：(1)针对季节性的变压器过载或重载问题，使台区配变始终处于一个相对合理的功率运行范围，避免重载或过载而减少变压器使用寿命甚至造成变压器的烧毁；(2)避免由于功率因数过低造成线路的损耗，使电网电压频率控制在合理的范围内，提高电网供电可靠性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于低压台区的预装式储能系统自适应控制方法，在台区配变低压侧接入储能系统，在储能系统并网点安装监测装置，检测并网点电压、频率、电流、相位，储能系统计算变压器有功和无功功率；其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：首先设置一个变压器输出有功功率的上限值和下限值，当变压器输出功率超过上限值就启动储能系统，提供有功支撑，当变压器输出功率低于下限值时，储能系统不提供有功功率；步骤2)：其次设置一个变压器功率因数的下限值，当变压器功率因数低于下限值时，储能系统发出或吸收无功功率，功率值的大小可根据电压、电流、相位的关系计算得出，当变压器输出功率高于下限值时，储能系统不提供无功功率；步骤3)：最后设置电压、频率的波动范围的上下限值，当检测的电压、频率超过限值范围时，启动储能系统自适应运行模式提供有功无功支撑。

【技术特征摘要】
1.一种适用于低压台区的预装式储能系统自适应控制方法，在台区配变低压侧接入储能系统，在储能系统并网点安装监测装置，检测并网点电压、频率、电流、相位，储能系统计算变压器有功和无功功率；其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：首先设置一个变压器输出有功功率的上限值和下限值，当变压器输出功率超过上限值就启动储能系统，提供有功支撑，当变压器输出功率低于下限值时，储能系统不提供有功功率；步骤2)：其次设置一个变压器功率因数的下限值，当变压器功率因数低于下限值时，储能系统发出或吸收无功功率，功率值的大小可根据电压、电流、相位的关系计算得出，当变压器输出功率高于下限值时，储能系统不提供无功功率；步骤3)：最后设置电压、频率的波动范围的上下限值，当检测的电压、频率超过限值范围时，启动储能系统自适应运行模式提供有功无功支撑。2.根据权利要求1所述的一种适用于低压台区的预装式储能系统自适应控制方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠，梁铭，周国正，周晨，倪汉青，魏星，陶以彬，吴福保，余豪杰，杨波，李官军，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司扬州供电分公司，中国电力科学研究院有限公司，扬州广源集团有限公司，国网江苏省电力公司高邮市供电公司，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32