分布式储能参与电网二次调频的聚合控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了分布式储能参与电网二次调频的聚合控制方法及装置，所述方法首先对各分布式储能单元进行分组和聚合，以便于调度中心对数量较多的储能单元进行调度管理；进而通过求解所提出的计及调频成本和荷电状态(SOC)差异的分布式储能调频功率双层优化模型对各储能单元的出力进行控制。第一层建立系统层优化模型，求解各聚合储能的功率指令值，以达到调频耗量函数最小的经济性目标；第二层以缩小聚合储能内各分布式储能单元的SOC差异为目标求解得到分布式储能单元功率指令值，以控制各分布式储能单元参与电网调频。每次进行功率分配时需要考虑的变量规模以及计算量都将变小。时需要考虑的变量规模以及计算量都将变小。时需要考虑的变量规模以及计算量都将变小。

【技术实现步骤摘要】
分布式储能参与电网二次调频的聚合控制方法及装置


[0001]本专利技术属于及装置
，具体涉及一种分布式储能参与电网二次调频的优化控制方法。

技术介绍

[0002]频率是电网的重要参数指标，频率的稳定是电力系统稳定、经济运行的基础。近年来由于新能源发电的大规模并网，导致电力系统中的部分传统机组被替代，再加上柔性输电装置在电力系统中的广泛应用，使得电力系统的高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”问题越来越突出，引起系统的惯量以及调频资源下降，从而影响电力系统的频率安全。
[0003]储能作为一种优质有功资源，被越来越广泛地应用于平抑新能源发电带来的波动及参与电网调频。储能在参与电网二次调频时会涉及到有功出力最优的问题。目前，国内外学者研究储能参与电网调频都是基于某一目标函数，对各储能装置的调频出力做整体优化求解。但是随着储能电站项目的建设，未来会有越来越多的分布式储能单元服务于电网调频。如果此时仍然采用该模式进行二次调频，可能会造成变量求解规模庞大、计算量增大的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.分布式储能参与电网二次调频的聚合控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将参与二次调频的分布式储能单元根据其出力特性进行分组；S2、对每组的分布式储能单元进行聚合，得到储能聚合控制单元模型；S3、考虑储能单元的荷电状态对储能聚合控制单元的输出功率范围和可用容量范围进行校正；S4、根据输出功率范围和可用容量范围，建立储能聚合控制单元参与二次调频的系统层优化模型；S5、求解二次调频的系统层优化模型，得到各储能聚合控制单元的功率指令；S6、根据各储能聚合控制单元的功率指令，建立分布式储能单元层面优化模型；S7、求解分布式储能单元层面优化模型，得到储能聚合控制单元内部各分布式储能单元的出力指令，根据各分布式储能单元的出力指令完成各分布式储能单元的功率分配。2.根据权利要求1所述的分布式储能参与电网二次调频的聚合控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：S2.1、确定储能聚合控制单元的出力特性表达式如下：S2.1、确定储能聚合控制单元的出力特性表达式如下：—储能聚合控制单元的出力特性，包括功率范围、可用容量范围以及爬坡速率范围；—储能聚合控制单元在调度周期T时刻内输出功率构成的列向量元素；—储能聚合控制单元的输出功率下限、输出功率上限；—储能聚合控制单元的可用容量下限、可用容量上限；—储能聚合控制单元的爬坡速率下限、爬坡速率上限；Δt—调频采样时间；S2.2、确定储能聚合控制单元的输出功率范围：其中：—储能聚合控制单元i的最小输出功率、最大输出功率；—储能聚合控制单元i内第j台分布式储能单元的最小输出功率、最大输出功率；n为储能聚合控制单元i内分布式储能单元的台数；S2.3、确定储能聚合控制单元的可用容量范围分布式储能单元的过充过放最小可用容量以及最大可用容量为：
其中：E
i，j
—储能聚合控制单元i内分布式储能单元j的额定容量；—储能聚合控制单元i内分布式储能单元j的最小可用容量、最大可用容量；则储能聚合控制单元i的最小可用容量以及最大可用容量表示为：其中：—储能聚合控制单元i的最小可用容量、最大可用容量；S2.4、确定储能聚合控制单元的爬坡速率范围对储能聚合控制单元单元i内第j台分布式储能单元的来说，其t时刻的最大、最小爬坡速率表示为：速率表示为：其中：—储能聚合控制单元i内第j台分布式储能单元在t时刻的最小爬坡速率、最大爬坡速率；—储能聚合控制单元i内第j台分布式储能单元的额定最小爬坡速率、额定最大爬坡速率；P
i，j，t
‑1—储能聚合控制单元i内第j台分布式储能单元在t
‑
1时刻输出功率；则储能聚合控制单元i的最小爬坡范围以及最大爬坡范围表示为：其中：—储能聚合控制单元i的最小爬坡范围、最大爬坡范围。3.根据权利要求2所述的分布式储能参与电网二次调频的聚合控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：定义储能聚合控制单元i内分布式储能单元j的充放修正因子a
i,j
和放电修正因子b
i,j
；如果该储能单元可正常充放电，则a
i,j
＝0，b
i,j
＝0；当SOC值到达下限值0.1时，将b
i,j
置为1；当SOC值达到上限值0.9时，将a
i,j
置为1；考虑储能单元的SOC后，对步骤S2的模型中式(2)
‑
式(7)进行修正得到式(8)
‑
(11)：
其中：—校正后储能聚合控制单元i的最小输出功率、最大输出功率；—校正后储能聚合控制单元i内分布式储能单元j的最小可用容量、最大可用容量；—校正后储能聚合控制单元i的最小可用容量、最大可用容量；—充电时储能聚合控制单元i内分布式储能单元j在t时刻的最小爬坡范围、最大爬坡范围；—放电时储能聚合控制单元i内分布式储能单元j在t时刻的最小爬坡范围、最大爬坡范围；—充电时储能聚合控制单元i的最小爬坡范围、最大爬坡范围；—放电时储能聚合控制单元i的最小爬坡范围、最大爬坡范围；当某一分布式储能单元的SOC越限，为了不影响下一时刻的调频，需要将越限的分布式储能单元在上一时刻的输出功率减去，同时将储能聚合控制单元的剩余电量进行更新，也即：
其中：—校正后储能聚合控制单元i在t
‑
1的剩余容量；S
i，j，t
‑1—储能聚合控制单元i内分布式储能单元j在t
‑
1时刻的SOC值；E
i，j
—储能聚合控制单元i内分布式储能单元j的额定容量；P
BE，i，t
‑1—储能聚合控制单元i在t
‑
1的输出功率；P
i，j，t
‑1—储能聚合控制单元i内分布式储能单元j在t
‑
1的输出功率；—校正后储能聚合控制单元i在t
‑
1的输出功率。4.根据权利要求1所述的分布式储能参与电网二次调频的聚合控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，二次调频的系统层优化...

【专利技术属性】
技术研发人员：章海静，付辉，彭书涛，潘忠美，夏楠，同向前，郑天悦，邓俊，李怡然，刘瑶，李树芃，尹俊钢，周雨豪，杨博飞，王燕，张存峻，南美璇，
申请(专利权)人：西安理工大学国网西安环保技术中心有限公司，
类型：发明
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