CN112865138B - 用于电力系统的储能一次调频控制方法及装置 - Google Patents

用于电力系统的储能一次调频控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于电力系统的储能一次调频控制方法及装置,该方法包括:根据预设电力系统频率曲线,构建电力系统在一次调频过程中的系统传递函数;获取电力系统中同步机在一次调频过程中的同步机传递函数,并根据系统传递函数和同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数;基于预设电力系统频率曲线,通过数值方法,获取储能传递函数的储能控制策略参数最优值,并根据储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,以根据储能控制策略对电力系统的储能进行一次调频控制。本发明突破了传统综合惯量控制的框架,改善了电网的频率响应,通过参数优化获取储能控制策略参数最优值,减小了对储能的功率容量需求。

Description

用于电力系统的储能一次调频控制方法及装置
技术领域
本发明涉及电网频率安全技术领域,尤其涉及一种用于电力系统的储能一次调频控制方法及装置。
背景技术
随着风电、光伏等可再生能源的渗透率不断提高,大容量直流工程持续投运,电网频率安全问题凸显,如何确保新形态下的电网频率安全问题已成为目前关注的重点。
当前关于储能一次调频的研究,主要以预先给定储能采用综合惯量控制策略,在此基础上研究综合惯量控制策略中参数的最优取值;然而,储能采用综合惯量控制策略这一前提的必要性与最优性,目前没有得到充分的探讨,且局限于传统综合惯量控制的框架,没有充分发挥储能功率输出灵活、可塑性强的优势。
因此,现在亟需一种用于电力系统的储能一次调频控制方法及装置来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种用于电力系统的储能一次调频控制方法及装置。
本发明提供一种用于电力系统的储能一次调频控制方法,包括:
根据预设电力系统频率曲线,构建电力系统在一次调频过程中的系统传递函数;
获取电力系统中同步机在一次调频过程中的同步机传递函数,并根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数;
基于所述预设电力系统频率曲线,通过数值方法,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值,并根据所述储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,以根据所述储能控制策略对电力系统的储能进行一次调频控制。根据本发明提供的一种用于电力系统的储能一次调频控制方法,所述预设电力系统频率曲线为无超调频率曲线。
根据本发明提供的一种用于电力系统的储能一次调频控制方法,在所述预设电力系统频率曲线,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值之前,所述方法还包括:
获取电力系统的综合调频传递函数;
根据电力系统的频率-功率公式,获取所述综合调频传递函数的极点虚部取值,并根据所述极点虚部取值和所述预设电力系统频率曲线,构建无超调约束模型。
根据本发明提供的一种用于电力系统的储能一次调频控制方法,所述根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数,包括:
根据所述预设电力系统频率曲线,得到对应的电力系统频率目标跌落曲线;
根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数之间的差值,以及所述电力系统频率目标跌落曲线和所述无超调约束模型,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数。
根据本发明提供的一种用于电力系统的储能一次调频控制方法,所述基于所述预设电力系统频率曲线,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值,包括:
根据所述储能传递函数,将所述预设电力系统频率曲线作为优化目标,确定储能控制策略参数取值范围;
通过数值方法,根据所述储能控制策略参数取值范围,获取储能控制策略参数最优值;
根据所述储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,对电力系统的储能进行一次调频控制。
根据本发明提供的一种用于电力系统的储能一次调频控制方法,所述储能传递函数的公式为:
Figure BDA0002922368730000031
Figure BDA0002922368730000032
Figure BDA0002922368730000033
K′G表示同步机与储能共同的有功-频率系数,T′G表示同步机与储能共同的时延系数,TJ表示同步机的转动惯量时间常数,KL表示负荷的有功-频率系数,ΔP表示系统功率缺额,Ksys表示同步机与负荷共同的有功-频率系数,Δf(t)表示系统频率跌落曲线,x1、x2是系统传递函数对应的2个极点。
本发明还提供一种用于电力系统的储能一次调频控制装置,包括:
系统传递函数构建模块,用于根据预设电力系统频率曲线,构建电力系统在一次调频过程中的系统传递函数;
储能传递函数构建模块,用于获取电力系统中同步机在一次调频过程中的同步机传递函数,并根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数;
储能一次调频控制模块,用于基于所述预设电力系统频率曲线,通过数值方法,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值,并根据所述储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,以根据所述储能控制策略对电力系统的储能进行一次调频控制。
本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述用于电力系统的储能一次调频控制方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述用于电力系统的储能一次调频控制方法的步骤。
本发明提供的用于电力系统的储能一次调频控制方法及装置,基于期望实现的电力系统频率曲线设计电力系统一次调频过程的传递函数,根据电力系统一次调频过程的传递函数得到储能控制策略,突破了传统综合惯量控制的框架,改善了电网的频率响应;通过参数优化获取储能控制策略参数最优值,减小了对储能的功率容量需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的用于电力系统的储能一次调频控制方法的流程示意图;
图2为本发明提供的用于电力系统的储能一次调频控制方法的获取储能控制策略参数最优值流程示意图;
图3为本发明提供的用于电力系统的储能一次调频控制装置的结构示意图;
图4为本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明提供的用于电力系统的储能一次调频控制方法流程示意图,如图1所示,本发明提供了一种用于电力系统的储能一次调频控制方法,包括:
步骤101,根据预设电力系统频率曲线,构建电力系统在一次调频过程中的系统传递函数;
步骤102,获取电力系统中同步机在一次调频过程中的同步机传递函数,并根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数;
步骤103,基于所述预设电力系统频率曲线,通过数值方法,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值,并根据所述储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,以根据所述储能控制策略对电力系统的储能进行一次调频控制。
具体地,一次调频是指当电网频率超出规定的正常范围后,由于电网频率的变化,使得电网中参与一次调频的各机组的调速系统,根据电网频率的变化自动地增加或减小机组的功率,从而达到新的平衡,并且将电网频率的变化限制在一定范围内的功能。一次调频功能是维护电网稳定的重要手段。
目前电网参与一次调频的方法主要有:增加备用容量、转子动能控制和增加储能装置。其中,增加储能装置,当电网供电大于负荷需求时,电网频率会上升,此时可以利用储能装置从电网中吸收功率;当电网供电小于负荷需求时,电网频率会下降,此时可以利用储能装置释放功率至电网。
储能装置通过变流器与电网相连,变流器的相应速度为毫秒级,因而储能装置可以实现功率的快速变化,满足电网一次调频的需求。
储能装置具备快速的响应特性,可以为电池储能、超级电容储能。
具体地,在步骤101中,本发明提出一种不预先给定储能控制策略形式,跳出传统的综合惯量控制的框架,由于此时电力系统控制策略是未知的,则从期望实现的电力系统频率曲线效果出发,反过来设计电力系统在一次调频过程的传递函数。
其中,综合惯量控制为下垂控制和虚拟惯量控制混合使用的方案。综合惯量控制的核心思想是模仿同步机的响应特性,然而储能装置的响应特性可以通过更为灵活的设计,从而最大化改善电力系统频率响应特性。
具体地,在步骤102中,针对电力系统中的同步机构建同步机传递函数,根据系统传递函数与同步机传递函数的关系,得到储能装置的传递函数以及对应的储能控制策略。
其中,获取储能控制策略可以基于补偿思想设计,由于储能控制策略不易直接求解,而电力系统传递函数和同步机的传递函数容易获取,先求取出电力系统传递函数,然后根据电力系统传递函数与同步机传递函数的关系,再反推出储能装置的传递函数。
具体地,在步骤103中,获取储能控制策略仅考虑了预期目标的实现问题,还需要验证储能控制策略是否具有可行性,即还需判断控制策略参数取值能否满足目标频率曲线约束条件,验证参数取值的可行性,同时确定参数的最优取值。进一步,根据期望实现的电力系统频率曲线,通过参数优化方法对储能控制策略参数进行优化,获取最优取值,根据最优取值获取对应的储能控制策略,从而实现对电力系统的一次调频控制。
本发明提供的用于电力系统的储能一次调频控制方法,基于期望实现的电力系统频率曲线设计电力系统一次调频过程的传递函数,根据电力系统一次调频过程的传递函数得到储能控制策略,突破了传统综合惯量控制的框架;储能装置的快速响应特性使储能装置实现高效调频;通过参数优化获取储能控制策略参数最优值,减小了对储能的功率容量需求。
在上述实施例的基础上,预设电力系统频率曲线为无超调频率曲线,便于实现快速响应控制策略。需要说明的是,将期望的电力系统频率曲线预设为无超调频域曲线,为本发明的优选方案,从而可进一步改善电网的频率响应。
在上述实施例的基础上,在所述预设电力系统频率曲线,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值之前,所述方法还包括:
获取电力系统的综合调频传递函数;
根据电力系统的频率-功率公式,获取所述综合调频传递函数的极点虚部取值,并根据所述极点虚部取值和所述预设电力系统频率曲线,构建无超调约束模型。
具体地,在一个同步机、负荷、储能共同作用的简单系统中,频率-功率公式如下式所示:
Figure BDA0002922368730000071
其中,Δf表示系统频率相对于额定值的偏差量,TJ表示同步机转动惯量时间常数,ΔPD表示系统功率扰动,ΔPm表示同步机输出功率的变化量,ΔPES表示储能输出功率的变化量,ΔPL表示负荷吸收功率的变化量。
具体地,同步机一次调频的传递函数为:
ΔPm(s)=G(s)Δf(s);
Figure BDA0002922368730000081
其中,KG表示同步机的有功-频率系数,TG表示同步机的时延系数。
根据频率-功率公式,通过拉普拉斯变换,获取电力系统的综合传递函数:
Figure BDA0002922368730000082
其中,ΔP表示功率缺额,KL表示负荷的有功-频率系数,Ksys表示同步机与负荷的有功-频率系数,T′G表示系统整体的时延系数。
对综合传递函数进行求解,得到综合传递函数的极点为:
Figure BDA0002922368730000083
其中,开根号内的表达式为正,决定了极点不含虚部;开根号内的表达式为负,决定了极点含有虚部;若虚部为0,则决定系统频率曲线无超调量。
进一步地,若要得到无超调量的曲线,需保证:
KL 2TG '2-(4KG'+2KL)TJTG'+TJ 2≥0;
可以求解出:
Figure BDA0002922368730000084
其中,K′G表示同步机与储能共同的有功-频率系数。
进一步地,基于系统频率曲线无超调的目标,设计预想综合控制策略G′(s),G′(s)表达式为:
Figure BDA0002922368730000091
其中,要满足系统频率曲线无超调的目标,需保证参数TG'满足极点虚部为零的条件;KG'取值可以等于KG,表示储能只改变频率暂态过程,不提供稳态能量支撑;或者KG'取值大于KG,则储能装置同时参与暂态、稳态过程,提供稳态能量支撑。
由此,根据综合调频传递函数的极点虚部取值为零,构建得到系统频率曲线无超调约束模型。
在上述实施例的基础上,根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数,包括:
根据所述预设电力系统频率曲线,得到对应的电力系统频率目标跌落曲线;
根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数之间的差值,以及所述电力系统频率目标跌落曲线和所述无超调约束模型,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数。
具体地,根据预设电力系统频率曲线,获取电力系统频率目标跌落曲线:
Figure BDA0002922368730000092
Figure BDA0002922368730000093
Figure BDA0002922368730000094
Figure BDA0002922368730000095
x0=(x1-x2)TJTG';
其中,Δf(t)表示系统频率偏差值,x1、x2表示系统传递函数对应的2个极点。
根据上述电力系统频率目标跌落曲线公式,同时可表述为:
Figure BDA0002922368730000101
根据系统频率跌落曲线无超调的预期目标,系统传递函数和同步机的传递函数反推得到储能控制策略的频域表达式,即系统一次调频过程的传递函数减去同步机一次调频的传递函数得到储能传递函数,储能传递函数表达式为:
Figure BDA0002922368730000102
由于推导出的储能传递函数仅考虑了预期目标的实现问题,后续还需验证设计的储能控制策略的可行性。
在本发明中,根据上述实施例,在对电力系统的储能进行一次调频控制之后,电力系统有功输出增量为:
Figure BDA0002922368730000103
同步机有功输出增量为:
Figure BDA0002922368730000104
进一步地,根据同步机与储能共同有功输出增量和同步机有功输出增量的关系,得到储能有功输出增量为:
Figure BDA0002922368730000111
图2为本发明提供的用于电力系统的储能一次调频控制方法的获取储能控制策略参数最优值流程示意图,参考图2,在上述实施例的基础上,基于所述预设电力系统频率曲线,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值,包括:
步骤201,根据所述储能传递函数,将所述预设电力系统频率曲线作为优化目标,确定储能控制策略参数取值范围;
步骤202,通过数值方法,根据所述储能控制策略参数取值范围,获取储能控制策略参数最优值;
步骤203,根据所述储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,对电力系统的储能进行一次调频控制。
具体地,在步骤201中,根据储能传递函数和频率跌落无超调曲线约束确定参数TG'的取值上限为:
Figure BDA0002922368730000112
根据储能装置动作的时延,确定参数TG'的取值下限为时延TES
则参数TG'的取值范围为:
Figure BDA0002922368730000121
其中,时延TES由储能设备特性决定。
具体地,在步骤202中,考虑到储能装置的功率容量需求,以储能装置输出功率峰值最低为目标,确定参数TG'的最优取值。理论上求解TG'的最优取值的方法为:先求出ΔPES(t)最大值对应的时刻t0,再基于储能输出功率峰值ΔPES(t0)对TG'求偏导,即可得到储能输出功率峰值ΔPES(t0)最小对应的TG'取值,也即此时储能控制策略参数TG'的最优方案。然而,由于ΔPES(t0)的表达式包含指数函数,是一个超越方程,因此无法求出t0的解析表达式。所以可以在系统中同步机的KG、TG,负荷的KL等参数确定后,结合储能控制策略参数取值范围,直接利用数值算法算出TG'-ΔPES(t0)曲线,即可得到TG'的最优取值。
进一步地,在步骤203中,根据得到的储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,对电力系统的储能进行一次调频控制,通过参数优化后减小对储能装置的功率容量需求。
图3为本发明提供的用于电力系统的储能一次调频控制装置的结构示意图,如图3所示,本发明提供了一种用于电力系统的储能一次调频控制装置,包括系统传递函数构建模块301、储能传递函数构建模块302和储能一次调频控制模块303,其中,系统传递函数构建模块301用于根据预设电力系统频率曲线,构建电力系统在一次调频过程中的系统传递函数;储能传递函数构建模块302用于获取电力系统中同步机在一次调频过程中的同步机传递函数,并根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数;储能一次调频控制模块303用于基于所述预设电力系统频率曲线,通过数值方法,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值,并根据所述储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,以根据所述储能控制策略对电力系统的储能进行一次调频控制。
本发明提供的用于电力系统的储能一次调频控制装置,通过系统传递函数模块301建立电力系统在一次调频过程中的系统传递函数,在储能传递函数构建模块302中根据电力系统在一次调频过程中的系统传递函数和同步机传递函数的差值,获取储能传递函数,然后通过储能一次调频控制模块303获取储能传递函数的储能控制策略参数最优值,根据储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,实现电力系统的储能一次调频控制,突破了传统综合惯量控制的框架,优化了储能参与一次调频的性能。
本发明实施例提供的装置是用于执行上述各方法实施例的,具体流程和详细内容请参照上述实施例,此处不再赘述。
图4为本发明提供的电子设备的结构示意图,如图4所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)401、通信接口(CommunicationsInterface)402、存储器(memory)403和通信总线404,其中,处理器401,通信接口402,存储器403通过通信总线404完成相互间的通信。处理器401可以调用存储器403中的逻辑指令,以执行用于电力系统的储能一次调频控制方法,该方法包括:根据预设电力系统频率曲线,构建电力系统在一次调频过程中的系统传递函数;获取电力系统中同步机在一次调频过程中的同步机传递函数,并根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数;基于所述预设电力系统频率曲线,通过数值方法,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值,并根据所述储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,以根据所述储能控制策略对电力系统的储能进行一次调频控制。
此外,上述的存储器403中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各方法所提供的用于电力系统的储能一次调频控制方法,该方法包括:根据预设电力系统频率曲线,构建电力系统在一次调频过程中的系统传递函数;获取电力系统中同步机在一次调频过程中的同步机传递函数,并根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数;基于所述预设电力系统频率曲线,通过数值方法,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值,并根据所述储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,以根据所述储能控制策略对电力系统的储能进行一次调频控制。
又一方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的用于电力系统的储能一次调频控制方法,该方法包括:根据预设电力系统频率曲线,构建电力系统在一次调频过程中的系统传递函数;获取电力系统中同步机在一次调频过程中的同步机传递函数,并根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数;基于所述预设电力系统频率曲线,通过数值方法,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值,并根据所述储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,以根据所述储能控制策略对电力系统的储能进行一次调频控制。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种用于电力系统的储能一次调频控制方法,其特征在于,包括:
根据预设电力系统频率曲线,构建电力系统在一次调频过程中的系统传递函数;
获取电力系统中同步机在一次调频过程中的同步机传递函数,并根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数;
基于所述预设电力系统频率曲线,通过数值方法,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值,并根据所述储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,以根据所述储能控制策略对电力系统的储能进行一次调频控制;
所述预设电力系统频率曲线为无超调频率曲线;
在所述预设电力系统频率曲线,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值之前,所述方法还包括:
获取电力系统的综合调频传递函数;
根据电力系统的频率-功率公式,获取所述综合调频传递函数的极点虚部取值,并根据所述极点虚部取值和所述预设电力系统频率曲线,构建无超调约束模型;
所述根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数,包括:
根据所述预设电力系统频率曲线,得到对应的电力系统频率目标跌落曲线;
根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数之间的差值,以及所述电力系统频率目标跌落曲线和所述无超调约束模型,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数。
2.根据权利要求1所述的用于电力系统的储能一次调频控制方法,其特征在于,所述基于所述预设电力系统频率曲线,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值,包括:
根据所述储能传递函数,将所述预设电力系统频率曲线作为优化目标,确定储能控制策略参数取值范围;
通过数值方法,根据所述储能控制策略参数取值范围,获取储能控制策略参数最优值;
根据所述储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,对电力系统的储能进行一次调频控制。
3.根据权利要求1所述的用于电力系统的储能一次调频控制方法,其特征在于,所述储能传递函数的公式为:
Figure FDA0003613133350000021
Figure FDA0003613133350000022
Figure FDA0003613133350000023
其中,K′G表示同步机与储能共同的有功-频率系数,TG′表示同步机与储能共同的时延系数,TJ表示同步机的转动惯量时间常数,KL表示负荷的有功-频率系数,ΔP表示系统功率缺额,Ksys表示同步机与负荷共同的有功-频率系数,Δf(t)表示系统频率跌落曲线,x1、x2是系统传递函数对应的2个极点,G(s)表示同步机一次调频的传递函数。
4.一种用于电力系统的储能一次调频控制装置,其特征在于,包括:
系统传递函数构建模块,用于根据预设电力系统频率曲线,构建电力系统在一次调频过程中的系统传递函数;
储能传递函数构建模块,用于获取电力系统中同步机在一次调频过程中的同步机传递函数,并根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数;
储能一次调频控制模块,用于基于所述预设电力系统频率曲线,通过数值方法,获取所述储能传递函数的储能控制策略参数最优值,并根据所述储能控制策略参数最优值,获取对应的储能控制策略,以根据所述储能控制策略对电力系统的储能进行一次调频控制;
所述预设电力系统频率曲线为无超调频率曲线;
系统传递函数构建模块,还用于:获取电力系统的综合调频传递函数;根据电力系统的频率-功率公式,获取所述综合调频传递函数的极点虚部取值,并根据所述极点虚部取值和所述预设电力系统频率曲线,构建无超调约束模型;
所述根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数,包括:
根据所述预设电力系统频率曲线,得到对应的电力系统频率目标跌落曲线;
根据所述系统传递函数和所述同步机传递函数之间的差值,以及所述电力系统频率目标跌落曲线和所述无超调约束模型,得到储能在一次调频过程中的储能传递函数。
5.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述用于电力系统的储能一次调频控制方法的步骤。
6.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述用于电力系统的储能一次调频控制方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113904345B (zh) * 2021-09-27 2024-04-09 云南电网有限责任公司电力科学研究院 无超调特性的综合惯量控制策略参数取值范围计算方法
CN116667391B (zh) * 2023-08-02 2023-10-27 华北电力大学 一种基于目标传递函数实现的储能调频控制方法
CN117526362A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 内蒙古中电储能技术有限公司 一种基于电网一次调频特性的优化储能soc的控制策略

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016163427A (ja) * 2015-03-02 2016-09-05 愛知電機株式会社 電力平準化システムにおける電力伝達関数の設計方法と、電力平準化システムにおける蓄電池容量の算出方法
CN107147123A (zh) * 2017-05-16 2017-09-08 清华大学 短期频率稳定的广域实时协调控制系统
CN110912155A (zh) * 2019-11-28 2020-03-24 国网陕西省电力公司电力科学研究院 一种储能辅助新能源电站参与系统调频的控制策略
CN112152233A (zh) * 2020-09-18 2020-12-29 国电南瑞科技股份有限公司 一种计及荷电状态及通讯延迟的储能电站调频控制方法和装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016163427A (ja) * 2015-03-02 2016-09-05 愛知電機株式会社 電力平準化システムにおける電力伝達関数の設計方法と、電力平準化システムにおける蓄電池容量の算出方法
CN107147123A (zh) * 2017-05-16 2017-09-08 清华大学 短期频率稳定的广域实时协调控制系统
CN110912155A (zh) * 2019-11-28 2020-03-24 国网陕西省电力公司电力科学研究院 一种储能辅助新能源电站参与系统调频的控制策略
CN112152233A (zh) * 2020-09-18 2020-12-29 国电南瑞科技股份有限公司 一种计及荷电状态及通讯延迟的储能电站调频控制方法和装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
辅助风电响应电网一次调频的储能VSG自适应控制策略;李翠萍等;《吉林电力》;20200825(第04期);第1-6页 *

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