一种储能装置的分层控制方法及系统制造方法及图纸

一种储能装置的分层控制方法及系统，方法包括：采集频率变化率和频率偏差，各储能单元荷电状态；根据频率变化率与允许值、频率偏差与允许值，确定储能装置是否参与调频；参与调频时，根据调频功率方向，以各储能单元中的荷电状态最大值和最小值，及频率波动程度系数，确定参与调频的各储能单元调频功率；取储能单元荷电状态排序中前n个储能单元，若前n个储能单元的调频功率之和的绝对值不小于储能装置参考调频功率的绝对值，则以前n个储能单元参与调频；若全部储能单元的调频功率之和的绝对值小于储能装置参考调频功率的绝对值，则以全部储能单元参与调频。本发明专利技术实现对荷电状态存在差异的各储能单元的均衡管理，有利于保持储能装置使用寿命。能装置使用寿命。能装置使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种储能装置的分层控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及储能控制
，更具体地，涉及一种储能装置的分层控制方法及系统。

技术介绍

[0002]频率是电网质量的关键指标之一，用电负荷和发电功率的动态平衡，是电网频率稳定的重要保障，因此，电网频率的变化也直接反应了电能供需的平衡状况。当发电量大于用电负荷，电网频率升高；反之，用电负荷大于发电量，电网频率降低。风力发电清洁低碳并且技术较为成熟，其并网容量逐年攀升。然而，目前主流的风电机组转子转速与系统频率解耦，因此不具备频率响应能力，给系统频率运行带来极大挑战。随着新能源发电机组大量的接入电网和具有冲击性负荷的增多，为了保证电网的安全经济运行，提高用户的用电质量，电网对机组的调频要求越来越高。
[0003]现有技术中，使用大规模储能系统取代发电厂进行调频，已受到业界的关注。电池储能系统响应快速、跟踪精确，因此比传统调频手段更为高效。近年来，与传统电源相比，储能为电网提供调频的技术优势较明显，并且经济性也将逐渐呈现，能有效改善电力系统的运行效率。以飞轮储能(Fly wheel Energ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能装置的分层控制方法，储能装置包括多个储能单元，在电网的频率波动下储能装置参与调频，其特征在于，所述方法包括：步骤1，采集当前电网的频率变化率和频率偏差；采集各储能单元荷电状态，并提取各储能单元中的荷电状态最大值和荷电状态最小值；步骤2，根据频率变化率与频率变化率允许值的大小关系、频率偏差与频率偏差允许值的大小关系，确定储能装置是否参与调频；当储能装置参与调频时，各储能单元根据调频功率方向，以各储能单元中的荷电状态最大值和荷电状态最小值为控制指标，并引入频率波动的程度系数，确定参与调频的各储能单元的调频功率；步骤3，以同容量的同步发电机频率为基准频率，利用储能虚拟惯量控制环节获得储能装置参考调频功率；步骤4，根据调频功率方向，对各储能单元的荷电状态进行排序；取排序中前n个储能单元，若前n
‑
1个储能单元的调频功率之和的绝对值小于储能装置参考调频功率的绝对值，但前n个储能单元的调频功率之和的绝对值不小于储能装置参考调频功率的绝对值，则以前n个储能单元参与调频；步骤5，若全部储能单元的调频功率之和的绝对值小于储能装置参考调频功率的绝对值，则以全部储能单元参与调频。2.根据权利要求1所述的储能装置的分层控制方法，其特征在于，步骤1中，采集并对各储能单元荷电状态按照从小到大的顺序进行排序，获得各储能单元的荷电状态最大值SOC
max
和荷电状态最小值SOC
min
。3.根据权利要求1所述的储能装置的分层控制方法，其特征在于，频率变化率允许值和频率偏差允许值根据电能质量标准确定，其中，频率变化率允许值取值为2HZ/s；建设规模不小于3000MW的电网系统，频率偏差允许值的取值范围为
±
0.2HZ；建设规模小于3000MW的电网系统，频率偏差允许值的取值范围为
±
0.5HZ。4.根据权利要求3所述的储能装置的分层控制方法，其特征在于，步骤2中，当频率变化率的绝对值|df|不大于频率变化率允许值的绝对值|ε1|，且频率偏差的绝对值|Δf|不大于频率偏差允许值的绝对值|ε2|时，各储能单元的调频功率均设置为0，即储能装置不参与调频。5.根据权利要求1至4中任一项所述的储能装置的分层控制方法，其特征在于，步骤2包括：步骤2.1，当频率变化率大于频率变化率允许值或频率偏差大于频率偏差允许值时，确定储能装置的调频功率方向；各储能单元根据调频功率方向，以各储能单元中的荷电状态最大值和荷电状态最小值为控制指标，并引入频率波动的第一程度系数，确定参与调频的各储能单元的第一调频功率；步骤2.2，当频率变化率大于频率变化率允许值且频率偏差大于频率偏差允许值时，确定储能装置的调频功率方向；各储能单元根据调频功率方向，以各储能单元中的荷电状态最大值和荷电状态最小值为控制指标，并引入频率波动的第二程度系数，确定参与调频的各储能单元的第二调频功率；
第一程度系数和第二程度系数均为不大于1的数，且第一程度系数小于第二程度系数。6.根据权利要求5所述的储能装置的分层控制方法，其特征在于，步骤2.1包括：步骤2.1.1，当频率变化率的绝对值|df|大于频率变化率允许值的绝对值|ε1|，且频率偏差的绝对值|Δf|不大于频率偏差允许值的绝对值|ε2|时，根据频率变化率df判定储能装置的调频功率方向；步骤2.1.2，当频率变化率的绝对值|df|不大于频率变化率允许值的绝对值|ε1|，且频率偏差的绝对值|Δf|大于频率偏差允许值的绝对值|ε2|时，根据频率偏差Δf判定储能装置的调频功率方向；步骤2.1.3，各储能单元根据调频功率方向，以各储能单元中的荷电状态最大值和荷电状态最小值为控制指标，并引入频率波动的第一程度系数，确定参与调频的各储能单元的第一调频功率。7.根据权利要求6所述的储能装置的分层控制方法，其特征在于，步骤2.1.1中，当频率变化率df＞0时，则判定储能装置的调频功率方向为负方向，即储能装置充电；反之，当频率变化率df＜0时，则判定储能装置的调频功率方向为正方向，即储能装置放电。8.根据权利要求6所述的储能装置的分层控制方法，其特征在于，步骤2.1.2中，当频率偏差Δf＞0时，则判定储能装置的调频功率方向为负方向，即储能装置充电；反之，当频率偏差Δf＜0时，则判定储能装置的调频功率方向为正方向，即储能装置放电。9.根据权利要求6所述的储能装置的分层控制方法，其特征在于，步骤2.1.3中，当储能装置的调频功率方向为负方向时，第i个储能单元的第一充电调频功率满足如下关系式：式中，SOC
i
为参与调频储能装置中第i个储能单元荷电状态，SOC
max
为参与调频储能装置中各储能单元中的荷电状态最大值，SOC
min
为参与调频储能装置中各储能单元中的荷电状态最小值，k1为频率波动的第一程度系数，取值范围为(0，1]，P
n
为储能单元额定有功功率。10.根据权利要求6所述的储能装置的分层控制方法，其特征在于，步骤2.1.3中，当储能装置的调频功率方向为正方向时，第i个储能单元的第一放电调频功率满足如下关系式：式中，SOC
i
为参与调频储能装置中第i个储能单元荷电状态，
SOC
max
为参与调频储能装置中各储能单元中的荷电状态最大值，SOC
min
为参与调频储能装置中各储能单元中的荷电状态最小值，k1为频率波动的第一程度系数，取值范围为(0，1]，P
n
为储能单元额定有功功率。11.根据权利要求5所述的储能装置的分层控制方法，其特征在于，步骤2.2包括：步骤2.2.1，当频率变化率的绝对值|df|大于频率变化率允许值的绝对值|ε1|，且频率偏差的绝对值|Δf|大于频率偏差允许值的绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚一平，李相俊，张子阳，姜倩，王晨晖，修晓青，张楠，吴旭，左帆，李静，陈永明，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：