一种考虑SOC的主动支撑型电池储能电站自适应控制方法技术

本发明专利技术属于电池储能电站参与电网调频技术领域，具体涉及一种考虑SOC的主动支撑型电池储能电站自适应控制方法。本发明专利技术包括以下步骤：建立主动支撑型储能电站模型，构建自适应控制策略。本发明专利技术提出考虑SOC的主动支撑型电池储能电站自适应控制方法，当系统因功率不平衡发生频率偏移时，储能电站结合自身SOC参与系统频率调整，使其出力“量力而行”。通过同步机的功率补偿，降低因储能电站出力变化而导致的频率跌落，实现储能电站和同步机出力的平滑切换，避免频率的二次跌落。本发明专利技术一种考虑SOC的主动支撑型电池储能电站自适应控制方法的提出将有利于解决新一代能源电力系统的频率稳定性问题。稳定性问题。稳定性问题。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑SOC的主动支撑型电池储能电站自适应控制方法


[0001]本专利技术属于电池储能电站参与电网调频
，具体涉及一种考虑SOC的主动支撑型电池储能电站自适应控制方法。

技术介绍

[0002]根据我国“十四五”的电网发展规划和能源转型要求，新能源将在电力系统运行中占据更高的比重。但由于新能源机组不具备传统机组的物理特性，其渗透率的提高将弱化了电力系统的抗扰能力和惯量支撑能力，对电网的安全稳定运行造成影响。新能源机组除了为电力系统提供电量之外，还应在发生扰动时为系统提供一定的频率支撑和电压支撑。但由于新能源源端具有波动性和间歇性，其对电力系统的支撑效果十分有限。而储能系统具有控制精度高，响应速度快的优势，能很好的配合新能源机组参与系统的调频调压控制，维持新一代能源电力系统实时的功率平衡。由于储能系统为网侧提供能量来源，其本身的荷电状态不可忽略。传统方法在荷电状态较低时依然以恒功率参与调频，导致储能电站的SOC不足以支撑所需的调频出力，引起储能电站提前退出运行，同步发电机出力突增，使源侧对负荷侧的冲击过大，最终导致部分负荷解列。考虑到储能电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑SOC的主动支撑型电池储能电站自适应控制方法，其特征是：具体按照以下步骤实施：步骤一：建立主动支撑型储能电站模型，包括构建电池组模型，构建充放电管理系统模型和构建主动支撑控制策略；步骤二：构建自适应控制策略，包括自适应函数构建和自适应系数选择；步骤三：储能电站参与系统调频评价指标。2.根据权利要求1所述的一种考虑SOC的主动支撑型电池储能电站自适应控制方法，其特征是：步骤一中构建电池组模型，包括：通过测量储能电站的输出功率P
battery
和变流器直流侧电压v
dc
作为输入信号，得到单个蓄电池组的电压u
cell
、电流i
cell
以及储能电站的荷电状态SOC，通过v
dc
实现对电池组模型的闭环控制，提高控制精度；蓄电池组放电电流i(t)的放电过程中，t时刻电池组的荷电状态(State of Charge)为：其中N
S
与N
P
分别为电池组中串联和并联电池的个数；Q
n
为蓄电池充满状态下单个电池模块的额定容量。3.根据权利要求1所述的一种考虑SOC的主动支撑型电池储能电站自适应控制方法，其特征是：步骤一中构建充放电管理系统模型，包括：充放电管理系统嵌套在电压环和电流环之间，以电压环的输出值id_ref_in,iq_ref_in，储能电站源端的荷电状态SOC作为输入量，根据测量SOC的值判断储能电站是否参与调频，并通过电压电流限幅环节生成储能变流器的占空比来调节储能电站的工作状态；当SOC∈[SOCmin,SOCmax]时，充放电管理系统输出id_ref＝id_ref_in，所述id_ref为电压外环输出的控制信号，id_ref_in为充放电管理系统输出的控制信号；储能电站根据SOC的值确定调频系数Kb，参与系统调频；当SOC达到SOCmin或SOCmax时，id_ref＝0，储能电站处于闭锁状态。4.根据权利要求1所述的一种考虑SOC的主动支撑型电池储能电站自适应控制方法，其特征是：步骤一中构建主动支撑控制策略，包括：采用基于同步机三阶模型的主动支撑控制策略，主要包括调速器模型、励磁器模型、同步机三阶模型、虚拟定子绕组模型、电压外环和电流内环；所述同步机三阶模型包括转子运动方程和暂态电势方程，公式如下：式中，H为虚拟惯量，D为阻尼系数，ω为标幺值下的发电机角速度，Δω为额定转速与
实际转速的偏差，Pm为机械功率，由储能电站输出功率参考值等效，Pe为电磁功率，由储能电站实际输出功率等效，δ为发电机功角；Td0
′
为同步发电机励磁绕组的时间常数，Eq
′
为暂态电动势，Eqe为强迫空载电动势，id为直轴电流分量，xd为直轴同步电抗，xd
′
为直轴瞬变电抗；考虑到d,q轴的耦合作用，并为了更好的模拟同步机定子压降，引入虚拟定子绕组，经过实部虚部分离得：式中，E
dref
为直轴内电势，E
qref
为交轴内电势，u
dref
为直轴端电压参考值，u
qref
为交轴端电压参考值，x为虚拟定子电抗，r为虚拟定子电阻；储能电站通过模拟同步发电机的静态功频特性，实现负荷波动下不平衡功率按照频率偏差量的自动分配，并结合自身SOC的值调整出力，公式如下：储能电站通过模拟同步发电机的静态功频特性，实现负荷波动下不平衡功率按照频率偏差量的自动分配，并结合自身SOC的值调整出力，公式如下：P
bref
‑
P
b
＝K
b
(f
ref
‑
f
meas
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)式中：fref为频率参考值，Pbref为功率参考值，Pb为储能电站输出的有功功率，fmeas为频率实测值，Kb为功频响应函数；为防止储能电站因系统频率波动而造成频繁动作，设置50
±
0.033Hz为调频死区，调速器由比例环节与自适应控制环节组成，其中icharge为充放电管理系数，icharge>0,储能电站放电，icharge<0，储能电站充电；为提高储能电站端电压的稳定性，以端电压参考值和实际值作为励磁器的输入量，将同步机的自动励磁等效成为一阶惯性环节，式中，U
meas
为逆变器出口电压的时测值，U
ref
为逆变器出口电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爽，王琛淇，葛延峰，张艳君，单锦宁，蔡国伟，刘闯，
申请(专利权)人：东北电力大学国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：