CN114498674A - 链式储能装置的频率附加控制方法、装置、控制器和介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种链式储能装置的频率附加控制方法、装置、控制器和介质。该方法包括：根据电网实际频率、目标频率以及调频系数确定第一有功功率调节量；根据调频最小功率值、实际荷电状态、调频时和未调频时荷电状态充放电阈值以及调频最大功率调节量得到第一限幅值；采用第一限幅值对第一有功功率调节量进行限幅处理得到第二有功功率调节量；根据定功率控制器目标值以及第二有功功率调节量确定第一有功功率目标值；对第一有功功率目标值进行限幅处理得到第二有功功率目标值。根据电网的实时频率与储能电池的荷电状态确定有功功率调节量的限幅值，调节储能装置的有功功率的大小和方向，能够有效减少电网频率的波动，保证储能装置的正常运行。

Description

链式储能装置的频率附加控制方法、装置、控制器和介质

技术领域

本申请涉及储能变流器控制技术领域，特别是涉及一种链式储能装置的频率附加控制方法、装置、控制器和介质。

背景技术

随着碳达峰和碳中和的“双碳目标”的提出，新能源装机容量将迎来大规模的迅速攀升，新能源在电力系统中的渗透率将快速提高，新能源发电具有严重的随机性和波动性，一旦大规模新能源发电接入电网，其带来的频繁功率波动将导致电力系统有功出力与负荷之间动态不平衡，系统频率随之出现波动，对电力系统的安全稳定带来严峻的挑战。

为实现“双碳目标”，保障大规模新能源的顺利稳定并网，目前迫切需要解决新能源大规模并网后带来的电网调频问题。

传统调频机组响应速度慢、爬坡速度受限、调频能力不足，应对当前电网的调频需求已捉襟见肘，难以解决大规模新能源并网后电压调频压力激增的局面。电池储能装置，响应速度快、短时功率吞吐能力强，具有双向调节和精准跟踪的能力，已在调频领域引起广泛关注，如何调控电池储能装置，使其更加灵活、高效、经济的满足电网一次调频需求成为当前研究热点。

电池储能装置参与电网一次调频的工作原理为：当电网频率下降时，储能系统向电网释放电能，使电网有功功率增大，进而抬升电网频率；当电网频率上升时，控制储能系统充电，减少电网的有功功率，进而降低电网频率。

目前，针对电池储能系统调频的控制策略，以虚拟惯性和虚拟下垂控制模式为主，前者可有效抑制频率偏差变化率，提供快速频率支撑，后者有助于减小稳态频率偏差，提高频率的稳定性。但会降低储能系统电池使用寿命，影响经济效益，甚至会导致电网频率因储能系统自身退出而受到二次冲击。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效改善电网频率波动的链式储能装置的频率附加控制方法、装置、控制器和介质。

第一方面，本申请的实施例提供一种链式储能装置的频率附加控制方法，包括：

获取电网实际频率以及所述链式储能装置的定功率控制器目标值定功率控制器目标值、压板投退状态和各储能电池模块的实际荷电状态；

若所述压板投退状态为投入状态，且所述电网实际频率与预设频率的差值超过频率调节死区，则根据所述电网实际频率、目标频率以及调频系数，确定第一有功功率调节量；

根据调频最小功率值、所述实际荷电状态、调频时荷电状态充放电阈值、未调频时荷电状态充放电阈值以及调频最大功率调节量，得到第一限幅值；

根据所述第一限幅值以及功率调节量阈值对所述第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量；

根据所述定功率控制器目标值以及第二有功功率调节量，确定第一有功功率目标值；

对所述第一有功功率进行限幅处理，得到第二有功功率目标值。

上述方法通过实时采集定功率控制器目标值和电网实际频率，在电网实际频率发生异常波动时，根据电网的实时频率与链式储能装置的储能电池的荷电状态确定调频有功功率值，调节储能装置输出的有功功率的大小和方向，能够有效减少电网频率的波动，并防止储能装置输出的有功功率发生跃变，保证储能装置的正常运行，提升新能源的利用率。

在上述第一方面的其中一个实施例中，根据所述电网实际频率、目标频率以及调频系数，确定第一有功功率调节量包括：

根据所述预设频率、所述电网实际频率以及所述频率调节死区，确定目标频率；

将所述电网实际频率与所述目标频率的差值乘以调频系数，得到第一有功功率调节量。

在上述第一方面的其中一个实施例中，所述第一限幅值包括第一充电功率限幅值和第一放电功率限幅值，所述实际荷电状态包括最大实际荷电状态和最小实际荷电状态，所述调频时荷电状态充放电阈值包括调频时荷电状态充电阈值和调频时荷电状态放电阈值，所述未调频时荷电状态充放电阈值包括未调频时荷电状态充电阈值和未调频时荷电状态放电阈值；所述根据调频最小功率值、所述实际荷电状态、调频时荷电状态充放电阈值、未调频时荷电状态充放电阈值以及调频最大功率调节量，对所述第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量包括：

根据调频最小功率值、未调频时荷电状态充电阈值、最大实际荷电状态、调频时荷电状态充电阈值以及调频最大功率调节量，确定第一充电功率限幅值；

根据调频最小功率值、未调频时荷电状态放电阈值、最小实际荷电状态、调频时荷电状态放电阈值以及调频最大功率调节量，确定第一放电功率限幅值。

在上述第一方面的其中一个实施例中，所述根据所述第一限幅值以及功率调节量阈值对所述第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量包括：

根据功率调节量阈值对所述第一限幅值进行限幅处理，得到第二限幅值；

根据所述第二限幅值对所述第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量。

在上述第一方面的其中一个实施例中，所述对所述第一有功功率目标值进行限幅处理，得到第二有功功率目标值包括：

根据所述电网实际频率、充放电频率阈值、实际荷电状态、未调频时荷电状态充放电阈值，确定所述电池的充放电禁止状态；

根据所述电池的充放电禁止状态以及功率允许范围确定第三限幅值；

根据所述第三限幅值对所述第一有功功率目标值进行限幅处理，得到第二有功功率目标值。

在上述第一方面的其中一个实施例中，充放电频率阈值包括充电频率上限和充电频率下限，所述实际荷电状态包括最大实际荷电状态和最小实际荷电状态，所述未调频时荷电状态充放电阈值包括未调频时荷电状态充电阈值和未调频时荷电状态放电阈值；所述根据所述电网实际频率、充放电频率阈值、实际荷电状态、未调频时荷电状态充放电阈值，确定所述电池的充放电禁止状态包括：

若所述电网实际频率小于充电频率下限，或所述最大实际荷电状态大于未调频时荷电状态充电阈值，则所述充放电禁止状态为禁止充电；

若所述电网实际频率大于放电频率上限，或所述最小实际荷电状态小于未调频时荷电状态放电阈值，则所述充放电禁止状态为禁止放电；

若所述电网实际频率大于充电频率下限且所述最大实际荷电状态小于未调频时荷电状态充电阈值，或者，所述电网实际频率小于放电频率上限且所述最小实际荷电状态小于未调频时荷电状态放电阈值，则所述充放电禁止状态为允许充放电。

在上述第一方面的其中一个实施例中，所述功率允许范围包括第一功率阈值以及第二功率阈值，所述第一功率阈值小于0，所述第二功率阈值大于0，所述第三限幅值包括第三充电功率限幅值和第四放电功率限幅值；所述根据所述电池的充放电禁止状态以及功率允许范围确定第三限幅值包括：

若所述充放电禁止状态为禁止充电，则所述第三充电功率限幅值为0，所述第三放电功率限幅值为所述第一功率阈值；

若所述充放电禁止状态为禁止放电，则所述第三充电功率限幅值为所述第二功率阈值，所述第三放电功率限幅值为0；

若所述充放电状态为允许充放电，则所述第三充电功率限幅值为第二功率阈值，所述第三放电功率限幅值为所述第一功率阈值。

第二方面，本申请的实施例提供一种链式储能装置的频率附加控制装置，包括：

获取模块，用于获取电网实际频率以及所述链式储能装置的定功率控制器目标值、压板投退状态和各储能电池模块的实际荷电状态；

调频模块，用于若所述压板投退状态为投入状态，且所述电网实际频率与预设频率的差值超过频率调节死区，则根据所述电网实际频率、目标频率以及调频系数，确定第一有功功率调节量；

限幅值确定模块，用于根据调频最小功率值、所述实际荷电状态、调频时荷电状态充放电阈值、未调频时荷电状态充放电阈值以及调频最大功率调节量，得到第一限幅值；

第一限幅模块，用于根据所述第一限幅值以及功率调节量阈值对所述第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量；

初始功率确定模块，用于根据所述定功率控制器目标值定功率控制器目标值以及第二有功功率调节量，确定第一有功功率目标值；

第二限幅模块，用于对所述第一有功功率目标值进行限幅处理，得到第二有功功率目标值。

第三方面，本申请的实施例提供一种控制器，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项方法的实施例的步骤。

第四方面，本申请的实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项方法的实施例的步骤。

可以理解，上述提供的第二方面所述的链式储能装置的频率附加控制装置、第三方面所述的计算机设备以及第四方面所述的计算机可读存储介质所能达到的有益效果，可以参考上述如第二方面所述的链式储能装置的频率附加控制方法及其中任意一种实施例中的有益效果，在此不予赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为链式储能装置的拓扑结构图；

图2为一个实施例中链式储能装置的频率附加控制方法的流程示意图；

图3是一个实施例中链式储能装置的频率附加控制方法的控制框图；

图4为一个实施例中压板选择控制框图；

图5为一个实施例中第一有功功率调节量控制框图；

图6为一个实施例中第一有功功率调节量限幅控制框图；

图7为一个实施例中第一有功功率调节量限幅曲线；

图8为一个实施例中第一有功功率目标值限幅控制框图；

图9为链式储能装置的频率附加控制方法在实际工程应用时的波形图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

如图1所示，图1为链式储能装置的结构图，其中，电网的三个相线分别连接有三个链式储能桥臂，每个链式储能桥臂中均具有多个功率模块，每个功率模块均包括子功率模块和电池模块，本方案是要控制链式储能装置最终输出的有功功率值，通过最终输出的有功功率值调节电网频率以稳定控制电网频率。若最终输出的有功功率值为正，则表示储能装置的电池模块为充电状态，若最终输出的有功功率值为负，则表示电池模块处于放电状态。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种链式储能装置的频率附加控制方法，包括步骤S110至步骤S160。

S110、获取电网实际频率以及链式储能装置的定功率控制器目标值、压板投退状态和各储能电池模块的实际荷电状态。

其中，链式储能装置配置有压板，通过压板的投退状态确定是否根据电网实际频率来对储能装置输出的有功功率进行调节以调节该电网实际频率。链式储能装置包括多个串联连接的功率模块，每个功率模块均包括储能电池模块，各储能电池模块的实际荷电状态指的是每个功率模块中储能电池模块的实际荷电状态。

S120、若压板投退状态为投入状态，且电网实际频率与预设频率的差值超过频率调节死区，则根据电网实际频率、目标频率以及调频系数，确定第一有功功率调节量。

其中，链式储能装置配置有压板，通过压板的投退状态可确定是否根据电网实际的频率对有功功率进行调节，从而调节该电网实际频率。为防止频率附加控制器的频繁调节，考虑频率调节死区，当电网实际频率与预设频率的差值超过频率调节死区，说明电网的实际频率波动较大，此时软压板使能，才根据电网实际频率情况对链式储能装置的有功功率进行调节以降低电网实际频率的波动至允许范围内。目标频率指的是频率的调节目标，即要将电网实际频率调节至目标频率，目标频率可以是预设的一个频率值，也可以是预设的一个频率范围，调频系数为一次调频系数，其取值范围根据实际情况确定，如可取值为10。根据电网实际频率、目标频率以及调频系数计算出初始的有功功率调节量，即第一有功功率调节量。

S130、根据调频最小功率值、实际荷电状态、调频时荷电状态充放电阈值、未调频时荷电状态充放电阈值以及调频最大功率调节量，得到第一限幅值。

其中，调频最小功率值指的是预设的调频最小有功功率值，实际荷电状态指的是链式储能装置的中各储能电池模块的实际电荷状态，调频时荷电状态充放电阈值指的是在调频过程中储能电池模块的荷电状态的预设的充放电阈值，未调频时荷电状态充电阈值指的是在没有调频的情况下储能电池模块的预设的荷电状态的充放电阈值，调频最大功率调节量指的是链式储能装置的调频有功功率允许输出范围的最大差值，例如，有功功率允许输出范围为-1～1，则调频最大功率调节量为1-(-1)＝2。由于电池的剩余能量与储能装置输出的有功功率密切相关，因此在调节频率过程中考虑到储能电池的输出能力，根据储能电池的荷电状态确定实际功率调节量的范围，即确定第一限幅值，第一限幅值用于限定第一有功功率调节量的功率值范围。

S140、根据第一限幅值以及功率调节量阈值对第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量。

其中，功率调节量阈值是用于限定储能装置允许的有功功率调节量。由于第一限幅值是根据调频最小功率值以及储能电池荷电状态得出，第一限幅值的功率限定范围可能不在功率调节量阈值的功率限定范围内，因此同时考虑到储能装置当前的定功率控制器目标值的调节范围，采用了功率调节量阈值与第一限幅值同时限制第一有功功率调节量的大小，得到第二有功功率调节量，防止储能装置流向储能系统的有功功率功率过大。

S150、根据定功率控制器目标值以及第二有功功率调节量，确定第一有功功率目标值。

其中，第二有功功率调节量是作为定功率控制器目标值的附加调节量，根据定功率控制器目标值和第二有功功率调节量确定第一有功功率目标值。

S160、对第一有功功率目标值进行限幅处理，得到第二有功功率目标值。

其中，为保证最终输出的有功功率调节指令在储能装置的调节能力范围内，还需要对第一有功功率目标值进行限幅处理。限幅处理的方式可以是采用预设的限幅值对第一有功功率目标值进行限幅，也可以是考虑到储能电池的荷电状态而根据储能电池的荷电状态和预设的限幅值对第一有功功率目标值进行限幅。

上述实施例中，通过实时采集定功率控制器目标值和电网实际频率，在电网实际频率发生异常波动时，根据电网的实际频率与链式储能装置的储能电池的荷电状态确定调频有功功率值，调节储能装置输出的有功功率的大小和方向，能够有效减少电网频率的波动，并防止储能装置输出的有功功率发生跃变，保证储能装置的正常运行，提升新能源的利用率。

在一个实施例中，如图3和图5所示，步骤S120具体包括：根据预设频率、电网实际频率以及频率调节死区，确定目标频率；将电网实际频率与目标频率的差值乘以调频系数，得到第一有功功率调节量。

具体地，为了防止电网实际频率小幅波动时，执行主体频繁动作引起储能系统的有功功率波动，设置频率调节死区以及预设频率，频率调节死区指的是电网实际频率允许偏离预设频率的差值，目标频率由电网实际频率偏离预设频率的方向以及频率调节死区确定，若电网实际频率大于预设频率，则目标频率为预设频率与频率调节死区之和，若电网实际频率小于预设频率，则目标频率为预设频率与频率调节死区之差，其数学表达式为：

其中，Freq_DZ为频率调节死区，Freq_set为预设频率。频率调节死区根据工程经验可取值为0.02～0.05Hz，优选为0.033Hz。预设频率可根据电网的额定频率进行确定，通常是50Hz。将电网实际频率与目标频率的差值乘以调频系数，作为第一有功功率调节量，其数学表达式为：Pref_out＝PFC_K×(Freq-Freq_ref)，其中，Pref_out为第一有功功率调节量，PFC_K为调频系数，Freq为电网实际频率，Freq_ref为目标频率。

在一个实施例中，如图3和图4所示，若压板投退状态为投入状态，且电网实际频率与预设频率的差值大于频率调节死区，则第二有功功率调节量作为附加功率调节量与定功率控制器目标值进行相加，即将第二有功功率调节量与定功率控制器目标值相加得到第一有功功率目标值。若压板投退状态为投入状态，且电网实际频率与预设频率的差值小于频率调节死区，则电网实际频率的波动范围在允许的频率调节范围内，不需要根据电网实际频率控制有功功率，此时软压板是未使能状态，附加功率调节量为0。而若压板投退状态为退出状态，软压板也是未使能状态，附加功率调节量为0，附加功率调节量为0则不需要经过频率调节与有功功率调节量的限幅过程。根据压板投退状态确定附加功率调节量的数学表达式为：

其中，Freq_DZ为频率调节死区，Freq_set为预设频率，PFC_ON为压板的投退状态，PFC_ON＝1表示压板投退状态为投入状态，PFC_ON＝0表示压板投退状态为退出状态，PFC_En为软压板的使能状态，PFC_En＝1表示软压板使能，PFC_En＝0表示软压板未使能。Pref_PFC_LMT为第二有功功率调节量，Pref_PFC为附加功率调节量。

在一个实施例中，如图3和图6所示，第一限幅值包括第一充电功率限幅值和第一放电功率限幅值，实际荷电状态包括最大实际荷电状态和最小实际荷电状态，调频时荷电状态充放电阈值包括调频时荷电状态充电阈值和调频时荷电状态放电阈值，未调频时荷电状态充放电阈值包括未调频时荷电状态充电阈值和未调频时荷电状态放电阈值；步骤S130具体包括：根据调频最小功率值、未调频时荷电状态充电阈值、最大实际荷电状态、调频时荷电状态充电阈值以及调频最大功率调节量，确定第一充电功率限幅值；根据调频最小功率值、未调频时荷电状态放电阈值、最小实际荷电状态、调频时荷电状态放电阈值以及调频最大功率调节量，确定第一放电功率限幅值。

具体地，获取的各储能电池模块的实际荷电状态为链式储能装置中所有电池模块的实际荷电状态，最大实际荷电状态指的是这所有电池模块的实际荷电状态中最大的实际荷电状态，最小实际荷电状态指的是这所有电池模块的实际荷电状态中最小的实际荷电状态。调频时荷电状态充电阈值指的是调频过程中储能电池模块在充电时预设的最大荷电状态，调频时荷电状态放电阈值指的是调频过程中储能电池模块在放电时预设的最小荷电状态，未调频时荷电状态充电阈值指的是在没有调频的情况下储能电池模块在充电时预设的最大荷电状态，未调频时荷电状态放电阈值指的是在没有调频的情况下储能电池模块在放电时预设的最小荷电状态。

根据链式储能电池的荷电状态以及调频最小功率值，可以计算出频率控制有功功率调节量的充电限幅值和放电限幅值，当实际荷电状态较高时，需限制有功功率调节量的最大值，防止储能装置流向电池模块的功率过量；当实际荷电状态较低时，需限制有功功率调节量的最小值，防止储能装置流向系统功率过量；并在接近禁止充电和禁止放电状态时，防止输出有功功率阶跃，引起系统不必要的波动。设计功率限幅曲线，第一充电功率限幅值和第一放电功率限幅值的数学表达式如下：

其中，Pref1_max_lim为第一充电功率限幅值，Pref1_min_lim为第一放电功率限幅值，PFC_Pmin为调频最小功率值，PFC为调频最大功率调节量，SOC_HIGH为未调频时荷电状态充电阈值，SOC_LOW为未调频时荷电状态放电阈值，PFC_MAX为调频时荷电状态充电阈值，PFC_MIN为调频时荷电状态放电阈值，SOC_MAX为最大实际荷电状态，SOC_MIN为最小实际荷电状态。在一些实施例中，调频最小功率值为0.1pu，调频最大功率调节量为2.0pu，未调频时荷电状态充电阈值为90％，调频时荷电状态充电阈值为80％，未调频时荷电状态放电阈值为10％，调频时荷电状态放电阈值为20％。

在一个实施例中，步骤S140具体包括：根据功率调节量阈值对第一限幅值进行限幅处理，得到第二限幅值；根据第二限幅值对第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量。

具体地，考虑到储能装置的有功功率值的允许调节范围，首先需要对计算得到的第一限幅值进行限幅处理，控制第一限幅值的第一放电功率限幅值在放电允许的功率范围内，第一充电功率限幅值在充电允许的功率范围内，从而得到第二限幅值。在其中一个实施例中，功率调节量阈值包括第三功率阈值和第四功率阈值，第三功率阈值小于0，第四功率阈值大于0。第二限幅值包括第二充电功率限幅值Pref2_max_lim和第二放电功率限幅值Pref2_min_lim，具体的限幅处理的数学表达式为：

其中，Pref2_max_lim为第二充电功率限幅值，Pref2_min_lim为第二放电功率限幅值，a为第三功率阈值，b为第四功率阈值。优选的，a为-2，b为2，最终得到的限幅曲线如图7所示，其中，调频最小功率值包括充电时调频最小有功功率值和放电时调频最小有功功率值，两者的数值大小相同，但方向相反。得到第二充电功率限幅值和第二放电功率限幅值后，对第一有功功率调节量进行限幅处理得到第二有功功率调节量，其数学表达式为：

其中，Pref_PFC_LMT为第二有功功率调节量，Pref_out为第一有功功率调节量。

在一个实施例中，步骤S160包括：

S161、根据电网实际频率、充放电频率阈值、实际荷电状态以及未调频时荷电状态充放电阈值，确定电池的充放电禁止状态；

S162、根据电池的充放电禁止状态以及功率允许范围确定第三限幅值；

S163、根据第三限幅值对第一有功功率目标值进行限幅处理，得到第二有功功率目标值。

具体地，充放电频率阈值指的是在允许储能电池进行充放电的电网频率阈值。根据储能电池的荷电状态以及电网频率的允许范围，对储能电池的充放电状态进行限制。而在不同电网频率和储能电池荷电状态的情况下，允许输出的有功功率范围不同，需根据功率允许范围确定不同禁止充放电状态下的第三限幅值。最后采用第三限幅值对第一有功功率目标值进行限幅处理，以使输出的第二有功功率目标值在第三限幅值的限定范围内。后续将第二有功功率目标值输入到有功功率闭环控制环节以调整储能装置有功功率的大小及方向。

在一个实施例中，如图3和图8所示，充放电频率阈值包括充电频率上限和充电频率下限，实际荷电状态包括最大实际荷电状态和最小实际荷电状态，未调频时荷电状态充放电阈值包括未调频时荷电状态充电阈值和未调频时荷电状态放电阈值；步骤S163具体包括：若电网实际频率小于充电频率下限，或最大实际荷电状态大于未调频时荷电状态充电阈值，则充放电禁止状态为禁止充电；若电网实际频率大于放电频率上限，或最小实际荷电状态小于未调频时荷电状态放电阈值，则充放电禁止状态为禁止放电；若电网实际频率大于充电频率下限且最大实际荷电状态小于未调频时荷电状态充电阈值，或者，电网实际频率小于放电频率上限且最小实际荷电状态小于未调频时荷电状态放电阈值，则充放电禁止状态为允许充放电。

具体地，充电频率上限指的是充电时允许的最大电网频率，放电频率下限指的是放电时允许的最小电网频率。当电网实际频率小于充电频率下限或者最大实际荷电状态大于未调频时荷电状态充电阈值时，将禁止储能装置向电池充电，充放电状态为禁止充电，置位“禁止充电”为1；当电网实际频率大于充电频率下限并且最大实际荷电状态小于未调频时荷电状态放电阈值时，清除禁止充电命令，充放电状态为允许充放电，复位“禁止充电”为0；当电网实际频率大于放电频率上限，或者最小实际荷电状态小于未调频时荷电状态放电阈值，将禁止储能电池向电网放电，置位“禁止放电”为1，当电网实际频率小于放电频率上限并且最小实际荷电状态大于未调频时荷电状态放电阈值时，清除禁止放电命令，充放电状态为允许充放电，复位“禁止放电”为0。具体数学表达式为：

其中，Forbid_Charg＝1为禁止充电状态，Forbid_Discharg＝1为禁止放电状态，Forbid_Charg＝0为清除禁止充电状态，Forbid_Discharg＝0为清除禁止放电状态，SOC_MAX为最大实际荷电状态，SOC_MIN为最小实际荷电状态，SOC_HIGH为未调频时荷电状态充电阈值，SOC_LOW为未调频时荷电状态放电阈值，Freq_LOW为充电频率下限，Freq_HIGH为充电频率上限。在一些实施例中，未调频时荷电状态充电阈值为90％，未调频时荷电状态放电阈值为10％，充电频率下限为49.5Hz，放电频率上限为50.2Hz。

在一个实施例中，功率允许范围包括第一功率阈值以及第二功率阈值，第一功率阈值小于0，第二功率阈值大于0，第三限幅值包括第三充电功率限幅值和第四放电功率限幅值；步骤S162具体包括：若充放电禁止状态为禁止充电，则第三充电功率限幅值为0，第三放电功率限幅值为第一功率阈值；若充放电禁止状态为禁止放电，则第三充电功率限幅值为第二功率阈值，第三放电功率限幅值为0；若充放电状态为允许充放电，则第三充电功率限幅值为第二功率阈值，第三放电功率限幅值为第一功率阈值。

具体地，如图3和图6所示，允许充放电时，储能装置的总有功功率(即最终输出的第二有功功率目标值)的限幅范围是功率允许范围，当禁止充电时，将限幅范围限定在第一功率阈值和0，当禁止放电时将限幅范围限定在0和第二功率阈值之间，其数学表达式为：

其中，第一功率阈值为a'，第二功率阈值为b'，Pref_max为第三充电功率限幅值，Pref_min为第三放电功率限幅值。

如图9所示，图9中，5.29s由运行人员投入频率附加控制功能，控制器快速动作，根据当前储能电池的实际荷电状态和电网实际频率调整储能装置输出有功功率，将电网频率由50.2Hz调整至50.07Hz。

应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，提供了一种链式储能装置的频率附加控制装置，包括：

获取模块，用于获取电网实际频率以及链式储能装置的定功率控制器目标值、压板投退状态和各储能电池模块的实际荷电状态；

调频模块，用于若压板投退状态为投入状态，且电网实际频率与预设频率的差值超过频率调节死区，则根据电网实际频率、目标频率以及调频系数，确定第一有功功率调节量；

限幅值确定模块，用于根据调频最小功率值、实际荷电状态、调频时荷电状态充放电阈值、未调频时荷电状态充放电阈值以及调频最大功率调节量，得到第一限幅值；

第一限幅模块，用于根据第一限幅值以及功率调节量阈值对第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量；

初始功率确定模块，用于根据定功率控制器目标值以及第二有功功率调节量，确定第一有功功率目标值；

第二限幅模块，用于对第一有功功率目标值进行限幅处理，得到第二有功功率目标值。

在一个实施例中，提供了一种控制器，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种链式储能装置的频率附加控制方法，其特征在于，包括：

获取电网实际频率以及所述链式储能装置的定功率控制器目标值、压板投退状态和各储能电池模块的实际荷电状态；

若所述压板投退状态为投入状态，且所述电网实际频率与预设频率的差值超过频率调节死区，则根据所述电网实际频率、目标频率以及调频系数，确定第一有功功率调节量；

根据调频最小功率值、所述实际荷电状态、调频时荷电状态充放电阈值、未调频时荷电状态充放电阈值以及调频最大功率调节量，得到第一限幅值；

根据所述第一限幅值以及功率调节量阈值对所述第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量；

根据所述定功率控制器目标值以及第二有功功率调节量，确定第一有功功率目标值；

对所述第一有功功率目标值进行限幅处理，得到第二有功功率目标值。

2.根据权利要求1所述链式储能装置的频率附加控制方法，其特征在于，所述根据所述电网实际频率、目标频率以及调频系数，确定第一有功功率调节量包括：

根据所述预设频率、所述电网实际频率以及所述频率调节死区，确定目标频率；

将所述电网实际频率与所述目标频率的差值乘以调频系数，得到第一有功功率调节量。

3.根据权利要求1所述链式储能装置的频率附加控制方法，其特征在于，所述第一限幅值包括第一充电功率限幅值和第一放电功率限幅值，所述实际荷电状态包括最大实际荷电状态和最小实际荷电状态，所述调频时荷电状态充放电阈值包括调频时荷电状态充电阈值和调频时荷电状态放电阈值，所述未调频时荷电状态充放电阈值包括未调频时荷电状态充电阈值和未调频时荷电状态放电阈值；所述根据调频最小功率值、所述实际荷电状态、调频时荷电状态充放电阈值、未调频时荷电状态充放电阈值以及调频最大功率调节量，对所述第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量包括：

根据调频最小功率值、未调频时荷电状态充电阈值、最大实际荷电状态、调频时荷电状态充电阈值以及调频最大功率调节量，确定第一充电功率限幅值；

根据调频最小功率值、未调频时荷电状态放电阈值、最小实际荷电状态、调频时荷电状态放电阈值以及调频最大功率调节量，确定第一放电功率限幅值。

4.根据权利要求1所述链式储能装置的频率附加控制方法，其特征在于，所述根据所述第一限幅值以及功率调节量阈值对所述第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量包括：

根据功率调节量阈值对所述第一限幅值进行限幅处理，得到第二限幅值；

根据所述第二限幅值对所述第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量。

5.根据权利要求1所述链式储能装置的频率附加控制方法，其特征在于，所述对所述第一有功功率目标值进行限幅处理，得到第二有功功率目标值包括：

根据所述电网实际频率、充放电频率阈值、实际荷电状态、未调频时荷电状态充放电阈值，确定所述电池的充放电禁止状态；

根据所述电池的充放电禁止状态以及功率允许范围确定第三限幅值；

根据所述第三限幅值对所述第一有功功率目标值进行限幅处理，得到第二有功功率目标值。

6.根据权利要求5所述链式储能装置的频率附加控制方法，其特征在于，充放电频率阈值包括充电频率上限和充电频率下限，所述实际荷电状态包括最大实际荷电状态和最小实际荷电状态，所述未调频时荷电状态充放电阈值包括未调频时荷电状态充电阈值和未调频时荷电状态放电阈值；所述根据所述电网实际频率、充放电频率阈值、实际荷电状态、未调频时荷电状态充放电阈值，确定所述电池的充放电禁止状态包括：

若所述电网实际频率小于充电频率下限，或所述最大实际荷电状态大于未调频时荷电状态充电阈值，则所述充放电禁止状态为禁止充电；

若所述电网实际频率大于放电频率上限，或所述最小实际荷电状态小于未调频时荷电状态放电阈值，则所述充放电禁止状态为禁止放电；

若所述电网实际频率大于充电频率下限且所述最大实际荷电状态小于未调频时荷电状态充电阈值，或者，所述电网实际频率小于放电频率上限且所述最小实际荷电状态小于未调频时荷电状态放电阈值，则所述充放电禁止状态为允许充放电。

7.根据权利要求6所述链式储能装置的频率附加控制方法，其特征在于，所述功率允许范围包括第一功率阈值以及第二功率阈值，所述第一功率阈值小于0，所述第二功率阈值大于0，所述第三限幅值包括第三充电功率限幅值和第四放电功率限幅值；所述根据所述电池的充放电禁止状态以及功率允许范围确定第三限幅值包括：

若所述充放电禁止状态为禁止充电，则所述第三充电功率限幅值为0，所述第三放电功率限幅值为所述第一功率阈值；

若所述充放电禁止状态为禁止放电，则所述第三充电功率限幅值为所述第二功率阈值，所述第三放电功率限幅值为0；

若所述充放电状态为允许充放电，则所述第三充电功率限幅值为第二功率阈值，所述第三放电功率限幅值为所述第一功率阈值。

8.一种链式储能装置的频率附加控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取电网实际频率以及所述链式储能装置的定功率控制器目标值、压板投退状态和各储能电池模块的实际荷电状态；

调频模块，用于若所述压板投退状态为投入状态，且所述电网实际频率与预设频率的差值超过频率调节死区，则根据所述电网实际频率、目标频率以及调频系数，确定第一有功功率调节量；

限幅值确定模块，用于根据调频最小功率值、所述实际荷电状态、调频时荷电状态充放电阈值、未调频时荷电状态充放电阈值以及调频最大功率调节量，得到第一限幅值；

第一限幅模块，用于根据所述第一限幅值以及功率调节量阈值对所述第一有功功率调节量进行限幅处理，得到第二有功功率调节量；

初始功率确定模块，用于根据所述定功率控制器目标值以及第二有功功率调节量，确定第一有功功率目标值；

第二限幅模块，用于对所述第一有功功率目标值进行限幅处理，得到第二有功功率目标值。

9.一种控制器，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任意一项所述的方法的步骤。

10.一种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权利要求1至7中任意一项所述的方法的步骤。

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