一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法、设备及介质技术

本发明专利技术涉及一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法、设备及介质，根据系统短路比SCR的不同，计算设定不同的储能系统响应的频率死区及下垂曲线，在系统短路比SCR较大时，取较大的储能系统不响应的频率死区；在系统短路比SCR较小时，取较小的储能系统不响应的频率死区，可以有效减低储能系统在高短路比SCR系统中的功率流动，延长储能系统的使用寿命。延长储能系统的使用寿命。延长储能系统的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法、设备及介质


[0001]本专利技术涉及一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法、设备及介质，应用在配电网中储能系统控制


技术介绍

[0002]随着我国能源转型和智能电网技术的不断深入，在政府的大力支持下，我国的新能源发电装机容量逐年增加，新能源渗透率上升引起的问题不容忽视。近些年来，新能源发电波动性诱发的电网震荡、故障甚至停电现象见诸于国内外的新闻报道中。与此同时，随着节能减排、环境保护等需求的推进，火电占比进一步降低，未来新型电力系统中，新能源发电产生的问题将越来越严峻。此时，电化学储能作为高度灵活可控的能量来源，同时具备更快的响应速度，在应对新能源的波动性上具有较强的优势，对电网的安全、稳定运行发挥着巨大的作用，相应电化学储能在电网中提供主动支撑的研究受到广泛关注。但目前的储能装置与大电网连接时，馈送功率死区设置通常为固定值，导致部分情况下储能系统充放电较为频繁，在不必要的情况下也进行功率控制，进而使用寿命降低，而在一些主动支撑需求较强的情况下，反而运行方式过于保守，无法更为有效地提供主动支撑功能。倘若通过计算系统SCR的大小，设定不同死区，使得系统仅在超出频率阈值时进行功率交换，可以有效地提高储能系统的使用寿命。
[0003]有公告号为CN110867873A的专利技术专利公开了一种远洋孤岛微电网频率控制方法，并具体公开了通过采取储能、负荷和柴油发电机组三方式相结合的控制方式，针对频率偏差量的不同幅度而采取适合的控制方法，提高了频率控制的灵活性，然而其并未解决本专利技术所要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法、设备及介质，通过计算系统SCR的大小，改变死区的设定值，以及下垂曲线的设置，控制储能系统的充放电管理，使得系统仅在超出频率阈值时进行功率交换，可以有效地提高储能系统的使用寿命。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法，包括以下步骤：计算储能系统所接入电网的短路比SCR；根据计算出的短路比SCR设定死区频率上下限；根据下垂曲线，计算下垂控制频率上下限；采样配电网的系统频率；若或，则根据系统频率，设定储能系统功
率；若，则设定储能系统功率为零；若或，则设定储能系统功率为给定最大值。
[0006]所述计算储能系统所接入电网的短路比SCR，以公式表达为：其中，为电网的短路容量，为储能系统所接入电网中所有逆变器额定功率的总和。
[0007]所述根据计算出的短路比SCR设定死区频率上下限的方法具体为：若短路比SCR小于第一短路比阈值或大于第二短路比阈值，则将死区频率上下限设定为固定值；否则，根据短路比SCR，动态设定死区频率上下限。
[0008]所述根据短路比SCR，动态设定死区频率上下限，以公式表达为：。
[0009]所述根据系统频率，设定储能系统功率的步骤以公式表达为：、；其中，储能系统输出或吸收有功功率记作；储能系统长期输出和吸收的最大功率记作和。
[0010]短路比时，死区设置为；短路比时，死区设置为；短路比时，按照函数关系计算死区频率上下限及下垂控制频率的具体值。
[0011]根据系统的负荷大小以及储能系统所能提供的容量，预先设置储能系统的给定最大值。
[0012]一种死区自适应的储能主动支撑型控制设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现执行如下步骤：计算储能系统所接入电网的短路比SCR；
设定死区频率上下限；根据下垂曲线，计算下垂控制频率上下限；采样配电网的系统频率；若或，则根据系统频率，设定储能系统功率；若，则设定储能系统功率为零；若或，则设定储能系统功率为给定最大值。
[0013]所述计算储能系统所接入电网的短路比SCR，以公式表达为：其中，为电网的短路容量，为储能系统接入电网中所有逆变器额定功率的总和。
[0014]所述设定死区频率上下限，具体为：若短路比小于第一短路比阈值或大于第二短路比阈值，则将死区频率上下限设定为固定值；否则，根据短路比SCR，动态设定死区频率上下限。
[0015]一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于上述权利要求1
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6任一所述方法。
[0016]本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术通过计算系统短路比SCR的大小，来设置不同的储能系统响应死区，不仅利用了储能系统快速响应的特点，改善了配电网供电质量，更重要的是死区及下垂曲线的设定保证了储能系统能够在系统频率不得不采用储能系统提供能量时才进行响应，从而有效缩减了储能系统的充放电次数，提高了储能系统的使用寿命。
[0017]2、在本专利技术所述的控制方法下，储能系统将在设定的储能频率死区范围以外进行功率的交换，即输出或吸收功率。同时，系统不同的短路比SCR存在着不同的死区设置，可以进一步实现储能系统功率交换的最优化，保证系统的稳定性。该专利技术实现了对储能系统容量的合理利用，避免了传统储能系统在使用时，频繁充放电带来的影响，有效提高了储能系统的使用寿命并保证了不同短路比下系统的稳定性。
附图说明
[0018]图1为储能系统功率指令设定图；图2为储能系统功率指令设定算法流程图；图3为储能并网结构框图；图4为储能直流侧拓扑图；图5为储能直流侧控制图；图6为短路比SCR=132.6时，储能系统功率响应图；
图7为短路比SCR=22.1时，储能系统功率响应图；图8为短路比SCR=2.95时，储能系统功率响应图；
具体实施方式
本专利技术针对储能系统接入电网时，充放电过于频繁，影响储能系统使用寿命的问题，参照图1至图8所述的一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法、设备及介质，本专利技术通过对系统SCR的计算，改变死区的设定值，以及下垂曲线的设置，控制储能系统的充放电管理，以提高储能系统的使用寿命。
[0019]在介绍具体实施步骤前，先对所用到的变量做如下诠释：（1）：储能系统所接入电网的短路比；（2）：储能系统输出或吸收有功功率；（3）储能系统长期输出和吸收的最大功率；（4）：配电网的系统频率；（5）：电网的额定频率；（6）：储能系统不响应的频率区间，即死区；（7）：死区频率上下限；（8）：下垂控制频率上下限；（9）：电网的短路容量；（10）：储能系统接入电网中所有逆变器额定功率的总和；储能系统包括储能蓄电池、逆变器与滤波电路，其连接结构为：储能电池接逆变器直流侧，滤波电路连接逆变器交流侧，三者构成一个完整的储能系统。
[0020]一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法，包括以下步骤：计算储能系统所接入电网的短路比SCR；设定死区频率上下限；根据下垂曲线，确定下垂控制频率上下限；采样配电网的系统频率；若或，则根据系统频率，设定储能系统功率；若，则设定储能系统功率为零；若或，则设定储能系统功率为给定最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法，其特征在于：包括以下步骤：计算储能系统所接入电网的短路比SCR；根据计算出的短路比SCR设定死区频率上下限；根据下垂曲线，确定下垂控制频率上下限；采样配电网的系统频率；若或，则根据系统频率，设定储能系统功率；若，则设定储能系统功率为零；若或，则设定储能系统功率为给定最大值。2.如权利要求1所述的一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法，其特征在于：所述计算储能系统所接入电网的短路比SCR，以公式表达为：其中，为电网的短路容量，为储能系统所接入电网中所有逆变器额定功率的总和。3.如权利要求1所述的一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法，其特征在于：所述根据计算出的短路比SCR设定死区频率上下限的方法具体为：若短路比SCR小于第一短路比阈值或大于第二短路比阈值，则将死区频率上下限设定为固定值；否则，根据短路比SCR，动态设定死区频率上下限。4.如权利要求3所述的一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法，其特征在于：所述根据短路比SCR，动态设定死区频率上下限，以公式表达为：，以公式表达为：为时的死区频率下限；为时的死区频率下限；为时的死区频率上限；为时的死区频率上限；
为时的下垂控制频率下限；为时的下垂控制频率下限；为时的下垂控制频率上限；为时的下垂控制频率上限。5.如权利要求1所述的一种死区自适应的储能主动支撑型控制方法，其特征在于：所述根据系统频率，设定储能系统功率的步骤以公式表达为：、；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈大玮，李智诚，张伟骏，陈金玉，陈志，邓超平，蔡强，高统彤，张抒凌，王振雄，易皓，宋少群，陈绍君，于昊，李可文，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：