【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能管理，特别是涉及一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法及系统。
技术介绍
1、随着新能源比例不断提高，电网面临着波动性和不确定性增加的挑战，需要储能技术参与电网调峰填谷，实现负荷平衡。与此同时，电网运行还要面对故障与事故的威胁，需要储能系统具备故障应急支持的能力。因此，如何实现电网与储能资源的协调联合控制，提高电网的安全稳定性，是当前电力系统发展所面临的关键技术难题。当前电网系统无法实现对储能资源的协调配合的同时，针对故障做出应急支持反应。
2、储能技术与电网协调控制技术的研究，对促进清洁能源高比例消纳，保障电网安全高效运行，实现能源结构优化具有重要意义。
技术实现思路
1、针对上述现有技术，本专利技术的目的在于提供一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法及系统,实现对系统状态的预测性控制，进行资源的动态优化调度。
2、为达到上述目的，本专利技术第一方面提供的技术方案是：
3、一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，包括如下步骤：
4、s1、采集储能设备参数；
5、s2、根据储能设备参数，建立虚拟转子的动态模型，设置转子转动惯量和转矩参数；
6、s3、建立适配层，实现虚拟转子和物理储能设备之间的交互；
7、s4、在电网中设置线路监测装置，收集储能设备的实时数据，实时检测是否发生故障，且适配层在发生故障时执行安全操作，在无故障时则进行动态控制和预测规划，用于解决资源分配不均
8、s5、适配层判断电网节点以及储能设备的实时数据是否正常，若不正常则重新检测并设置，若正常则保存日志并结束。
9、优选的，所述s1具体包括：
10、获取所选设备技术手册，采集设备的精确参数，精确参数包括效率、响应时间、循环次数、温度、储能容量、充放电功率曲线、转换效率曲线；
11、对实际设备进行充放电测试，获取工作特性数据，校准手册中的参数，并将手册和测试获得的所有技术参数汇总整理，作为后续建模基础数据。
12、优选的，所述s2具体包括：
13、从设备参数表中获得转子的转子转动惯量j，以kg·m2为单位，通过下式计算：
14、j＝∫r2 dm，
15、式中r为质量元素到转轴距离，dm为质量元素；
16、所述建立虚拟转子的动态模型包括：
17、定义状态变量，选择转子的角速度ω作为第一状态子变量，记为x1；选择转子的角加速度α作为第二状态子变量，记为x2；则状态变量表示为：
18、x＝[x1；x2]＝[ω；α]，
19、根据牛顿第二定律，转子的动力学方程为：
20、j*a＝t-bw，
21、式中j为转子转动惯量，b为阻尼系数，t为转矩；
22、根据转子的动力学方程进行拉普拉斯变换，得到状态方程：
23、
24、导出输出方程选择转子角速度ω，即第一状态子变量x1作为输出变量y，则输出方程表示为：
25、y＝c*x＝[1 0]*[x1；x2]＝x1，
26、将上述方程整理为状态空间方程：
27、
28、式中，状态矩阵输入矩阵输出矩阵c＝[1 0]；
29、对状态空间方程进行模型仿真在matlab/simulink中创建两个积分模块，分别积分状态方程得到第一状态子变量x1和第二状态子变量x2，再创建增益模块，实现状态矩阵a和输入矩阵f的计算，最后创建输出模块，实现输出矩阵c的计算得到输出变量y连接以上模块，形成状态空间模型的simulink模型；
30、创建标准测试信号模块，选择步进、直流量、正弦作为转矩输入信号，连接到状态空间模型的输入端，并在scope模块观察第一状态子变量x1的响应，即转子角速度ω，观察响应曲线的形状、上升时间、静息误差，最后调整状态矩阵a中的阻尼系数b和转子转动惯量j；使响应曲线的形状和动态特征逐步接近实际系统；
31、调整状态矩阵a中的阻尼系数b和转子转动惯量j，使响应曲线的形状和动态特征逐步接近实际系统。
32、优选的，所述s3具体包括：
33、所述适配层接收虚拟转子的输出控制信号，适配层通过神经网络训练建立转速w和参考功率pref之间的映射关系，将输出控制信号转化为物理储能识别能够执行的控制指令，具体如下：
34、定义神经网络结构：输入层设置1个节点，表示参考功率pref；输出层设置1个节点，表示转速w；隐藏层设置m个节点；
35、设输入层到隐藏层的参数为权重矩阵w1，隐藏层到输出层的参数为权重矩阵w2，设置神经网络预测转速w为：
36、w＝f(pref)＝w2g(w1 pref+b1)+b2，
37、式中，g为隐层激活函数，b1为隐层偏置向量，b2为输出层偏置，f为映射关系函数，pref为输入功率，w1为连接pref和隐层的权重矩阵，w2为连接隐层和输出的权重矩阵；
38、收集训练数据{pref,w}，计算网络预测转速w与实际转速w的均方误差作为损失函数l，通过误差反向传播算法优化w1、w2、b1、b2，以最小化损失l，重复训练网络，逐步减小损失函数，得到最终的映射模型，在新的pref上，利用模型f(pref)预测对应的转速w；
39、在实时控制中，适配层接收到转子的实时转速w，经过映射关系函数f计算出对应的pref，将该pref值转换为标准通信协议的控制命令，发送给储能设备的控制系统,适配层与设备控制系统通过可靠的工业通信链路连接，确保指令能够按时到达，设备本地控制器接收到指令后，会激活功率控制闭环，驱动逆变设备等部件，使设备的实时功率p追踪参考值pref。
40、优选的，所述s3还包括建立适配层与储能设备的约束，所述适配层与储能设备的约束具体包括：
41、若虚拟转子输出的转速波动异常，则适配层需设置低通滤波器对转速信号进行平滑处理，避免向储能设备下达剧烈波动的控制指令；
42、若储能设备内部存在迟滞或惯性效应，则适配层需在神经网络模型中加入历史状态，以提高对动态迟缓特性的适应性；
43、若实际设备的功率跟踪性能较差，则适配层需适当扩大控制指令与实际功率值之间的容限，避免频繁的踯躅切换对设备的影响；
44、若工业通信网络出现丢包或时延，则适配层检测到故障时激活本地的预测模型补偿控制，确保系统稳定性。
45、优选的，s4中所述安全操作具体包括：
46、在电网的关键节点处设置线路检测装置，安装电流互感器在电网线路上能实时检测线路电流，当电流超过阈值时触发报警，电压互感器安装在节点处，实时监测电压幅值和相位，判断电压故障；
47、收集电网正常运行时各节点的电压数据，计算出电压的最大值umax、最小值umin和平均值uavg；
48、确本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，所述S1具体包括：
3.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，所述S2具体包括：
4.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，所述S3具体包括：
5.如权利要求4所述的一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，所述S3还包括建立适配层与储能设备的约束，所述适配层与储能设备的约束具体包括：
6.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，S4中所述安全操作具体包括：
7.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，S4中所述动态控制和预测规划包括判断是否均衡，适配层发出均衡指令进行动态协调，所述判断是否均衡包括以下具体步骤：
8.如权利要求7所述的一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，所述
9.一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理系统，其特征在于，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，所述s1具体包括：
3.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，所述s2具体包括：
4.如权利要求1所述的一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，所述s3具体包括：
5.如权利要求4所述的一种基于虚拟同步技术的储能同步协调管理方法，其特征在于，所述s3还包括建立适配层与储能设备的约束，所述适配层与储能设备的约...
【专利技术属性】
技术研发人员：李中中，马立红，李思凡，张昌俊，周航，崔建钊，李东海，覃丹，
申请(专利权)人：海南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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