一种用于电池储能系统的频率控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于电池储能系统的频率控制方法和装置，包括：每当采样周期到达时，获取当前频率跟踪误差；根据当前所述频率跟踪误差和预设的切换规则，得到当前逻辑信号输出；根据当前所述逻辑信号输出和预先获取的DC/DC换流器占空比的稳态值，调整DC/DC换流器输出信号的占空比，以实现所述电池储能系统的频率控制。采用本发明专利技术实施例，能够提高电池储能系统的频率控制能力，电力故障响应速度和电压恢复能力，简化电池储能系统频率控制的计算量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电池储能系统的频率控制方法和装置


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种用于电池储能系统的频率控制方法和装置。

技术介绍

[0002]随着全球能源短缺和气候环境恶化，绿色能源已成为现阶段关注的焦点。然而，这些间歇性和波动的可再生能源的并网会影响电网的安全性和稳定性。目前，由于大规模风电取代传统电源接入电网，导致整个电力系统的惯性降低，对电网的稳定频率运行构成威胁。因此，迫切需要提高含高比例风电并网电力系统的频率响应能力。
[0003]当电源的有功功率与电力系统中的负荷不平衡时，会引起电力系统的频率波动。而电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)具有快速的功率吞吐能力，将电池储能系统与风力发电机组相结合可以改善风电场的频率稳定性问题，因此BESS可用于承担系统的调频任务。当发电机频率突然升高时，控制BESS充电，以吸收系统中多余的有功功率；当发电机频率突然下降时，控制BESS放电，以补偿系统中的有功功率不足。电池储能系统通过DC/DC转换器和DC/AC转换器连接到电网，且DC/DC转换器中的频率控制器可以跟踪频率并控制电池的充放电。
[0004]传统的电池储能系统的频率控制器主要通过PI控制器输出DC/DC变换器的占空比来控制充放电过程，从而调节频率。PI控制器是一种线性控制器，简单易实现，但在紧急情况下不能充分发挥设备的最大输出能力，对系统的非线性和参数不确定性缺乏鲁棒性。而非线性控制器虽然能充分考虑电力系统模型的非线性和参数的不确定性，但其算法包含大量的计算量，不利于系统的数字化实现。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种用于电池储能系统的频率控制方法和装置，能够有效提高电池储能系统的频率控制能力，电力故障响应速度和电压恢复能力，简化电池储能系统频率控制的计算量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种用于电池储能系统的频率控制方法，包括：
[0007]每当采样周期到达时，获取当前频率跟踪误差；
[0008]根据当前所述频率跟踪误差和预设的切换规则，得到当前逻辑信号输出；
[0009]根据当前所述逻辑信号输出和预先获取的DC/DC换流器占空比的稳态值，调整DC/DC换流器输出信号的占空比，以实现电池储能系统的频率控制。
[0010]作为上述方案的改进，所述预设的切换规则，具体为：
[0011][0012]其中，q(t)为当前逻辑信号输出，e为当前频率跟踪误差，e
+
为第一误差阈值，e
‑
为第二误差阈值，e
+
>e
‑
，q
old
为上个周期的逻辑信号输出。
[0013]作为上述方案的改进，所述根据当前所述逻辑信号输出和预先获取的DC/DC换流器占空比的稳态值，调整DC/DC换流器输出信号的占空比，具体为：
[0014]若当前所述逻辑信号输出为
‑
1，则所述DC/DC换流器当前输出信号的占空比为所述稳态值与第一数值的和；其中，所述第一数值为正值；
[0015]若当前所述逻辑信号输出为0，则所述DC/DC换流器当前输出信号的占空比为所述稳态值；
[0016]若当前所述逻辑信号输出为+1，则所述DC/DC换流器当前输出信号的占空比为所述稳态值与第二数值的和；其中，所述第二数值为负值。
[0017]为实现上述目的，本专利技术实施例对应提供了一种用于电池储能系统的频率控制装置，包括：
[0018]数据采集模块，用于每当采样周期到达时，获取当前频率跟踪误差；
[0019]逻辑判断模块，用于根据当前所述频率跟踪误差和预设的切换规则，得到当前逻辑信号输出；
[0020]信号调节模块，用于根据当前所述逻辑信号输出和预先获取的DC/DC换流器占空比的稳态值，调整DC/DC换流器输出信号的占空比，以实现所述电池储能系统的频率控制。
[0021]作为上述方案的改进，所述预设的切换规则，具体为：
[0022][0023]其中，q(t)为当前逻辑信号输出，e为当前频率跟踪误差，e
+
为第一误差阈值，e
‑
为第二误差阈值，e
+
>e
‑
，q
old
为上个周期的逻辑信号输出。
[0024]作为上述方案的改进，所述信号调节模块，包括：
[0025]第一调节单元，用于若当前所述逻辑信号输出为
‑
1，则所述DC/DC换流器当前输出信号的占空比为所述稳态值与第一数值的和；其中，所述第一数值为正值；
[0026]第二调节单元，用于若当前所述逻辑信号输出为0，则所述DC/DC换流器当前输出信号的占空比为所述稳态值；
[0027]第三调节单元，用于若当前所述逻辑信号输出为+1，则所述DC/DC换流器当前输出信号的占空比为所述稳态值与第二数值的和；其中，所述第二数值为负值。
[0028]与现有技术相比，本专利技术实施例公开的用于电池储能系统的频率控制方法和装置，每当采样周期到达时，获取当前频率跟踪误差；根据当前所述频率跟踪误差和预设的切换规则，得到当前逻辑信号输出；根据当前所述逻辑信号输出和预先获取的DC/DC换流器占空比的稳态值，调整DC/DC换流器输出信号的占空比，以实现电池储能系统的频率控制。本专利技术能够提高电池储能系统的频率控制能力，电力故障响应速度和电压恢复能力，简化电池储能系统频率控制的计算量。
附图说明
[0029]图1是本专利技术一实施例提供的一种用于电池储能系统的频率控制方法的流程示意图；
[0030]图2是本专利技术一实施例提供的一种电池储能系统的总体结构示意图；
[0031]图3是本专利技术一实施例提供的一种传统频率控制器的示意图；
[0032]图4是本专利技术另一实施例提供的一种用于电池储能系统的频率控制方法的流程示意图；
[0033]图5是本专利技术一实施例提供的一种用于电池储能系统的频率控制装置的结构示意图
[0034]图6是本专利技术一实施例提供的一种改进的IEEE4机11节点的电路示意图；
[0035]图7是本专利技术一实施例提供的三种频率控制策略的占空比的仿真示意图。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]参见图1，是本专利技术一实施例提供的一种用于电池储能系统的频率控制方法的流程示意图。
[0038]本专利技术实施例提供的开关控制方法，包括步骤：
[0039]S11、每当采样周期到达时，获取当前频率跟踪误差；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电池储能系统的频率控制方法，其特征在于，包括：每当采样周期到达时，获取当前频率跟踪误差；根据当前所述频率跟踪误差和预设的切换规则，得到当前逻辑信号输出；根据当前所述逻辑信号输出和预先获取的DC/DC换流器占空比的稳态值，调整DC/DC换流器输出信号的占空比，以实现电池储能系统的频率控制。2.如权利要求1所述的用于电池储能系统的频率控制方法，其特征在于，所述预设的切换规则，具体为：其中，q(t)为当前逻辑信号输出，e为当前频率跟踪误差，e
+
为第一误差阈值，e
‑
为第二误差阈值，e
+
>e
‑
，q
old
为上个周期的逻辑信号输出。3.如权利要求2所述的用于电池储能系统的频率控制方法，其特征在于，所述根据当前所述逻辑信号输出和预先获取的DC/DC换流器占空比的稳态值，调整DC/DC换流器输出信号的占空比，具体为：若当前所述逻辑信号输出为
‑
1，则所述DC/DC换流器当前输出信号的占空比为所述稳态值与第一数值的和；其中，所述第一数值为正值；若当前所述逻辑信号输出为0，则所述DC/DC换流器当前输出信号的占空比为所述稳态值；若当前所述逻辑信号输出为+1，则所述DC/DC换流器当前输出信号的占空比为所述稳态值与第二数值的和；其中，所述第二数值为负值。4.一种用于电池储能系...

【专利技术属性】
技术研发人员：易林，彭在兴，金虎，张杰，王帅兵，张帅，陈佳莉，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：