考虑SOC一致性的电池储能参与电网一次调频控制方法技术

技术编号：40873837 阅读：4 留言：0更新日期：2024-04-08 16:42

本发明专利技术涉及一种考虑SOC一致性的电池储能参与电网一次调频控制方法。该方法考虑储能电站内各个储能单元的协调控制问题，设计考虑SOC一致性的电池储能参与一次调频控制方法，包括上下两层控制策略。上层控制策略综合考虑调频需求与电池储能电站的SOC自恢复需求，采用基于模型预测控制方法来得到储能站总的出力指令。下层控制策略在进行各储能单元功率分配的同时实现各储能单元的SOC一致性控制。最后通过在各种不同工况下的仿真对比验证该方法的优越性。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池储能协调控制领域，具体涉及一种考虑soc一致性的电池储能参与电网一次调频控制方法。

技术介绍

1、大规模可再生能源的发展具有极为重要的意义。但是高可再生能源渗透率将对电力系统的安全稳定造成极大的影响。一方面，风电、光伏等可再生能源均需要通过电力电子接口与电网相连，缺少机械转动部件，因此可再生能源渗透率高的电网将会出现系统惯性不足的问题，影响系统的调频能力[1]。另一方面，风电、光伏等可再生能源的出力受风速、温度和光照强度等环境因素的影响，具有极强的随机性与不确定性，这会进一步加剧系统的调频负担，影响系统的调频能力。

2、目前，随着电池储能技术的进步，电池储能在电网中的配置正由小容量、集中式向大容量、分布式发展。因此，如何保证储能站内各储能单元的soc一致性将变得非常关键。实现各储能单元的soc一致性控制能够保证电池储能系统的容量最大化，提高容量利用率[2-3]，并且能够防止电池储能系统中某个储能单元因为soc过高或者过低而退出运行，影响系统的正常运行。因此，文献[4]提出了一种分布式控制方案，用于实现并网电池储能系统的soc一致性控制。但存在的问题是，实现soc一致收敛的速度太慢，时间长达两小时，并且该过程中并未考虑到系统的调频控制。文献[5]提出了一种考虑soc一致性的电池储能辅助电网二次调频控制方法，在区域控制中心层根据电网的调频需求与soc自恢复需求来确定电池储能总的输出功率；在储能站层利用分布式控制算法实现各储能单元的soc一致性控制。但是在soc趋于一致的过程中，储能站层中各储能单元总的功

3、随着储能的应用向大容量、规模化发展，实现各个储能单元soc一致将拥有很多益处。例如：保证储能电站的容量利用率最大，防止某个储能单元因为soc过低或过高而提前退出工作，影响系统的正常运行。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种考虑soc一致性的电池储能参与电网一次调频控制方法，该方法能够实现储能电站内各个储能单元的协调控制。

2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种考虑soc一致性的电池储能参与电网一次调频控制方法，包括上下两层控制策略，其中，

3、上层控制策略综合考虑调频需求与电池储能电站的soc自恢复需求，采用基于模型预测控制方法来得到电池储能电站总的出力指令；

4、下层控制策略在进行各储能单元功率分配的同时实现电池储能电站中各电池储能单元的soc一致性控制。

5、在本专利技术一实施例中，对于1台再热式火电机组和n个电池储能单元的场景，在电池储能电站的控制系统中，上层控制策略以系统频率偏差与电池储能电站的soc作为模型预测控制的输入来得到电池储能电站总的出力控制信号；下层控制策略根据电池储能电站中各电池储能单元的容量来分配上层控制策略中得到的功率指令，容量大的电池储能单元多出力；具体实现如下：

6、(1)上层控制策略，即一次调频控制策略

7、当系统频率处于调频死区内时，电池储能单元不参与电网一次调频，仅考虑自身的soc自恢复控制，使soc尽可能地靠近理想值0.5左右，以保证电池储能单元的长期性能；当系统频率处于系统调频死区外时，电池储能单元参与电网一次调频以尽可能的减小频率变化；

8、(2)下层控制策略，即电池储能电站中各电池储能单元soc一致性控制策略

9、下层控制使得电池储能电站中各电池储能单元总的出力跟踪到上层的功率指令，并同时实现各储能单元的soc一致性控制，保证电池储能系统的安全高效；各电池储能单元的soc一致性的控制过程是各电池储能单元不同的soc接近并达到平均soc的过程，因此，用一个有关平均soc的比例积分调节项即pi控制器来修正各储能单元的充放电功率。

10、相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术方法能够实现储能电站内各个储能单元的协调控制

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【技术保护点】

1.一种考虑SOC一致性的电池储能参与电网一次调频控制方法，其特征在于，包括上下两层控制策略，其中，

2.根据权利要求1所述的考虑SOC一致性的电池储能参与电网一次调频控制方法，其特征在于，对于1台再热式火电机组和n个电池储能单元的场景，在电池储能电站的控制系统中，上层控制策略以系统频率偏差与电池储能电站的SOC作为模型预测控制的输入来得到电池储能电站总的出力控制信号；下层控制策略根据电池储能电站中各电池储能单元的容量来分配上层控制策略中得到的功率指令，容量大的电池储能单元多出力；具体实现如下：

【技术特征摘要】

1.一种考虑soc一致性的电池储能参与电网一次调频控制方法，其特征在于，包括上下两层控制策略，其中，

2.根据权利要求1所述的考虑soc一致性的电池储能参与电网一次调频控制方法，其特征在于，对于1台再热式火电机组和n个电池储能单元的场景，在电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗林华，李世春，苏凌杰，陈海旭，王小雨，王丽君，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：

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