CN117117913A - 一种混合储能调频控制方法、系统、介质及设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种混合储能调频控制方法、系统、介质及设备，应用于锂电池和超级电容的混合储能装置上，所述方法包括：读取新能源电网频率频率偏差、频率变化率、新能源电网一次调频动作持续时间以及新能源电网频率所处于的阶段，其中，新能源电网频率所处于的阶段包括：偏离阶段或恢复阶段；根据当前新能源电网的运行状况得到对应的混合储能调频逻辑并实行调频。本公开的系统和方法能够适应电网不同的功率扰动场景，采取不同的混合储能一次调频策略，能够在满足一次调频要求的前提下优先利用超级电容，减少锂电池充放电，减少混合储能使用成本，延长混合储能装置寿命。
Description
技术领域
本公开涉及混合储能技术领域，更为具体来说，本公开涉及一种混合储能调频控制方法、系统、介质及设备。
背景技术
随着能源系统清洁化转型战略的深入推进，其中，以风能、太阳能为代表的清洁能源正逐步取代传统化石能源，电力系统逐渐呈现出“高比例可再生能源渗透”的特点。然而，清洁能源发电的随机性和波动性将导致电源侧功率波动加剧，给电网调频带来巨大的挑战。因此，亟须引入一种新的调频手段来缓解传统调频机组的调频压力。
随着新能源并网容量的增加，常规调频机组已无法满足系统要求，所以相关规定对新能源的调频能力提出了更高要求。目前，针对新能源发电的调频手段主要有两种，其一是通过对控制其自身的发电能力进行频率调整，如桨距角控制，转子转速控制等，虽然这类调频方式能达到一定的调频效果，但是调频范围较小且会产生能量损失。其二是通过加入储能设备进行调频，此调频方式可以辅助调整各种新能源并网引起的频率偏差问题。由于储能设备效率高，应用最为广泛，所以关于储能参与电力系统调频的研究较多，其研究内容主要有需求分析，设备选型，一/二次调频的控制方法，以及最优容量配置等。
电池储能系统作为解决清洁能源并网的有效手段，凭借其精确跟踪、响应速度快、控制精度高、具有双向调节能力等优点在一次调频领域备受关注。鉴于储能具有响应速度快，控制精度高的优点，采用储能设备参与调频成为解决上述问题的方法之一。储能设备能快速响应系统的频率变化，比传统机组调速器与调频器的动作速度更迅速，并且能根据系统的需要精确的进行充放电。解决由风力发电，光伏发电大规模并网引起的系统频率波动问题，因此，除了依靠传统机组以外引入储能设备进行频率调整是十分必要的。
现有技术的混合储能的调频控制方法仅考虑了频率偏差，根据频率偏差制定了容量型、功率型储能装置的动作方法，无法明显区分电网中的阶跃型功率扰动、缓慢功率扰动的场景，会造成一次调频能力不足或者能量型储能频繁充放电，影响混合储能装置寿命。
发明内容
为解决现有技术的混合储能的调频控制方法无法明显区分电网中的阶跃型功率扰动、缓慢功率扰动的场景，会造成一次调频能力不足或者能量型储能频繁充放电，影响混合储能装置寿命的技术问题。
为实现上述技术目的，本公开提供了一种混合储能调频控制方法，应用于锂电池和超级电容的混合储能装置上，所述方法包括：
读取新能源电网频率频率偏差、频率变化率、新能源电网一次调频动作持续时间以及新能源电网频率所处于的阶段，其中，新能源电网频率所处于的阶段包括：偏离阶段或恢复阶段；
根据当前新能源电网的运行状况得到对应的混合储能调频逻辑并实行调频。
进一步，根据当前新能源电网的运行状况得到对应的混合储能调频逻辑并实行调频具体包括：
判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值，若未超过第一阈值，则混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若超过第一阈值，则进一步判断频率变化率是否超过第二阈值，若超过第二阈值，则进一步判断新能源电网频率所处于的阶段是否为偏离阶段，若是则混合储能采取超级电容和锂电池同时动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若否，则新能源电网频率处于恢复阶段，混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若不超过第二阈值，则进一步判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值，若超过第三阈值，则混合储能采取锂电池优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若不超过第三阈值，则混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频。
进一步，所述判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值具体为判断新能源电网频率频率偏差的绝对值是否超过0.2Hz。
进一步，所述判断频率变化率是否超过第二阈值具体为判断频率变化率的绝对值是否超过0.05Hz/s。
进一步，所述判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值具体为：
判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过60s。
进一步，所述新能源电网频率所处于的阶段的判断标准为：
如果频率大于50Hz且频率仍在增加，则判断频率处于频率偏离阶段；
如果频率小于50Hz且频率仍在减小，则判断频率处于频率偏离阶段；
如果频率大于50Hz且频率在减小，则判断频率处于频率恢复阶段；
如果频率小于50Hz且频率在增加，则判断频率处于频率恢复阶段。
为实现上述技术目的，本公开还能够提供一种混合储能调频控制系统，设置于锂电池和超级电容的混合储能装置上，所述系统包括：
数据采集模块，用于读取新能源电网频率频率偏差、频率变化率、新能源电网一次调频动作持续时间以及新能源电网频率所处于的阶段，其中，新能源电网频率所处于的阶段包括：偏离阶段或恢复阶段；
逻辑判断模块，用于根据当前新能源电网的运行状况得到对应的混合储能调频逻辑并实行调频。
进一步，所述逻辑判断模块具体包括：
第一判断子模块，用于判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值；
第二判断子模块，用于判断频率变化率是否超过第二阈值，
第三判断子模块，用于判断新能源电网频率所处于的阶段是否为偏离阶段；
第四判断子模块，用于判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值；
所述逻辑判断模块具体用于，利用所述第一判断子模块判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值，若未超过第一阈值，则混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若超过第一阈值，则进一步利用所述第二判断子模块判断频率变化率是否超过第二阈值，若超过第二阈值，则进一步利用所述第三判断子模块判断新能源电网频率所处于的阶段是否为偏离阶段，若是则混合储能采取超级电容和锂电池同时动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若否，则新能源电网频率处于恢复阶段，混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若不超过第二阈值，则进一步利用所述第四判断子模块判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值，若超过第三阈值，则混合储能采取锂电池优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若不超过第三阈值，则混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频。
进一步，所述判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值具体为判断新能源电网频率频率偏差的绝对值是否超过0.2Hz。
进一步，所述判断频率变化率是否超过第二阈值具体为判断频率变化率的绝对值是否超过0.05Hz/s。
进一步，所述判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值具体为：
判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过60s。
进一步，所述新能源电网频率所处于的阶段的判断标准为：
如果频率大于50Hz且频率仍在增加，则判断频率处于频率偏离阶段；
如果频率小于50Hz且频率仍在减小，则判断频率处于频率偏离阶段；
如果频率大于50Hz且频率在减小，则判断频率处于频率恢复阶段；
如果频率小于50Hz且频率在增加，则判断频率处于频率恢复阶段。
为实现上述技术目的，本公开还能够提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时用于实现上述的混合储能调频控制的方法的步骤。
为实现上述技术目的，本公开还提供了一种电子设备，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，处理器执行计算机程序时实现上述的混合储能调频控制的方法的步骤。
本公开的有益效果：
本公开提出了一种考虑频率变化率和一次调频动作持续时间的混合储能调频控制方法和系统。采用超级电容和锂电池的混合储能装置，安装在新能源场站或网侧储能电站，读取频率偏差、频率变化率、判断频率处于偏离或恢复阶段、判断一次调频动作持续时间，能够适应阶跃功率扰动、缓慢变化功率扰动等电网不同的功率扰动场景，在判断电网受到较大的阶跃功率扰动冲击且频率仍在快速偏离正常值的场景下，混合储能采取超级电容和锂电池同时动作的方式，充分发挥混合储能的一次调频性能，支持频率快速恢复。在判断电网受到较大的缓慢功率扰动影响且水火电常规机组一次调频资源已经消耗殆尽，混合储能采取锂电池优先动作的方式，提供持久性大容量频率支撑。其他场景下，采用超级电容优先动作的方式，减少锂电池充放电。能够在满足一次调频要求的前提下优先利用超级电容，减少锂电池充放电，减少混合储能使用成本，延长混合储能装置寿命。
附图说明
图1示出了本公开的实施例1的方法的流程示意图；
图2示出了本公开的实施例1的方法的流程示意图；
图3示出了本公开的实施例2的系统的结构示意图；
图4示出了本公开的实施例4的结构示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
电池储能系统作为解决清洁能源并网的有效手段，凭借其精确跟踪、响应速度快、控制精度高、具有双向调节能力等优点在一次调频领域备受关注。鉴于储能具有响应速度快，控制精度高的优点，采用储能设备参与调频成为解决上述问题的方法之一。储能设备能快速响应系统的频率变化，比传统机组调速器与调频器的动作速度更迅速，并且能根据系统的需要精确的进行充放电。解决由风力发电，光伏发电大规模并网引起的系统频率波动问题，因此，除了依靠传统机组以外引入储能设备进行频率调整是十分必要的。
配置储能在响应时间、稳定频率特性、防范频率二次跌落方面具有显著优势。如模拟虚拟同步发电机的光储耦合并网逆变器控制方法，将惯性和阻尼引入功率控制环中，仿真验证了光储并网发电系统可通过模拟同步发电机的控制方式参与一次调频。在光伏耦合储能参与调频方面，光储系统参与微电网频率调节的模糊自适应滑模控制方法，有效提升了微电网的调频能力，降低了弃光量，在高光伏渗透率下仍具有良好的调频效果。针对电网中新能源高占比的场景，利用超级电容储能提供动态频率支撑，从而减轻光伏等对电网动态性能的影响。针对实际新能源电站，采用单一储能辅助调频的方式往往受限于其功率特性，调频效果一般。混合储能通常由功率型和能量型储能组合而成。功率型储能具有循环次数高、充放电速度快、短时间充放电功率大等优点，例如超级电容，但其能量密度小，适用于周期短、幅值大的频率波动；能量型储能能量密度大、充放电时间长，例如锂电池，但充放电速度稍慢、循环次数较低，适用于周期长、幅值小的频率波动。两者组合参与一次调频可以优势互补，有效改善一次调频的效果。
实施例一：
如图1和图2所示：
本公开提供了一种混合储能调频控制方法，应用于锂电池和超级电容的混合储能装置上，所述方法包括：
S101：读取新能源电网频率频率偏差、频率变化率、新能源电网一次调频动作持续时间以及新能源电网频率所处于的阶段，其中，新能源电网频率所处于的阶段包括：偏离阶段或恢复阶段；
S102：根据当前新能源电网的运行状况得到对应的混合储能调频逻辑并实行调频。
进一步，根据当前新能源电网的运行状况得到对应的混合储能调频逻辑并实行调频具体包括：
判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值，若未超过第一阈值，则混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若超过第一阈值，则进一步判断频率变化率是否超过第二阈值，若超过第二阈值，则进一步判断新能源电网频率所处于的阶段是否为偏离阶段，若是则混合储能采取超级电容和锂电池同时动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若否，则新能源电网频率处于恢复阶段，混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若不超过第二阈值，则进一步判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值，若超过第三阈值，则混合储能采取锂电池优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若不超过第三阈值，则混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频。
进一步，所述判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值具体为判断新能源电网频率频率偏差的绝对值是否超过0.2Hz。
进一步，所述判断频率变化率是否超过第二阈值具体为判断频率变化率的绝对值是否超过0.05Hz/s。
进一步，所述判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值具体为：
判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过60s。
进一步，所述新能源电网频率所处于的阶段的判断标准为：
如果频率大于50Hz且频率仍在增加，则判断频率处于频率偏离阶段；
如果频率小于50Hz且频率仍在减小，则判断频率处于频率偏离阶段；
如果频率大于50Hz且频率在减小，则判断频率处于频率恢复阶段；
如果频率小于50Hz且频率在增加，则判断频率处于频率恢复阶段。
当检测到频率偏差大、频率变化率大且处于频率偏离阶段，混合储能采取超级电容和锂电池同时动作的方式。
当检测到频率偏差绝对值大于0.2Hz、频率变化率绝对值大于0.05Hz/s，且处于频率偏离阶段，判断电网受到较大的阶跃功率扰动冲击且频率仍在快速偏离正常值，混合储能采取超级电容和锂电池同时动作的方式，充分发挥混合储能的一次调频性能，支持频率快速恢复。
超级电容和锂电池采用变下垂控制方式，设定SOC闭锁阈值[SOCl1,SOCl2], 其中0<SOCl1<SOCl2<1当超级电容和锂电池的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，闭锁超级电容和锂电池，以保护混合储能装置。
设定SOC预警阈值[SOCC1,SOCC2]，其中其中0<SOCl1<SOCC1<SOCC2<SOCl2<1。当超级电容和锂电池的SOC在[SOCC1,SOCC2]范围内时，根据频率偏差分别确定超级电容和锂电池的充放电功率P=df/Kof，此时混合储能的总体功率是2P，支持频率快速恢复。
当超级电容和锂电池的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，调整下垂系数，减小超级电容和锂电池的充放电功率。当SOC小于SOCC1大于SOCl1，P=df/Kof( SOC- SOCl1)/( SOCC1-SOCl1)。当SOC大于SOCC2小于SOCl2，P=df/Kof( SOC- SOCC2)/( SOCl2- SOCC1)。
其中，当检测到频率偏差大、频率变化率大且处于频率恢复阶段，混合储能采取超级电容优先动作的方式。
当检测到频率偏差绝对值大于0.2Hz、频率变化率绝对值大于0.05Hz/s且处于频率恢复阶段，判断电网受到较大的阶跃功率扰动冲击且频率已经在恢复，混合储能采取超级电容优先动作的方式。
超级电容采取变下垂控制，设定SOC闭锁阈值[SOCl1,SOCl2], 其中0<SOCl1<SOCl2<1当超级电容的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，闭锁超级电容，以保护混合储能装置。设定SOC预警阈值[SOCC1,SOCC2]，其中其中0<SOCl1<SOCC1<SOCC2<SOCl2<1。当超级电容的SOC在[SOCC1,SOCC2]范围内时，根据频率偏差确定超级电容的充放电功率P=df/Kof。
当超级电容的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，调整下垂系数，减小超级电容充放电功率，同时锂电池开始充放电。当SOC小于SOCC1大于SOCl1，P=df/Kof( SOC- SOCl1)/( SOCC1-SOCl1)。当SOC大于SOCC2小于SOCl2，P=df/Kof( SOC- SOCC2)/( SOCl2- SOCC1)。
锂电池采取变下垂控制。当锂电池的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，闭锁锂电池，以保护电池。当锂电池的SOC在[SOCC1,SOCC2]范围内时，根据频率偏差确定锂电池的充放电功率P=df/Kof。
当锂电池的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，调整下垂系数，减小锂电池充放电功率。当SOC小于SOCC1大于SOCl1，P=df/Kof( SOC- SOCl1)/( SOCC1- SOCl1)。当SOC大于SOCC2小于SOCl2，P=df/Kof( SOC- SOCC2)/( SOCl2- SOCC1)。
其中，当检测到频率偏差大、频率变化率小且一次调频动作持续时间长，混合储能采取锂电池优先动作的方式。
当检测到频率偏差绝对值大于0.2Hz、频率变化率绝对值小于0.05Hz/s且一次调频动作持续时间小于60s，判断电网受到较大的缓慢功率扰动影响且水火电常规机组一次调频正在动作，混合储能采取超级电容优先动作的方式。具体策略同上所述，在此不做赘述。
其中，当检测到频率偏差大、频率变化率小且一次调频动作持续时间长，混合储能采取锂电池优先动作的方式。
当检测到频率偏差绝对值大于0.2Hz、频率变化率绝对值小于0.05Hz/s且一次调频动作持续时间大于60s，判断电网受到较大的缓慢功率扰动影响且水火电常规机组一次调频资源已经消耗殆尽，混合储能采取锂电池优先动作的方式，提供持久性大容量频率支撑，超级电容剩余的容量留做备用以应对可能发生的阶跃功率扰动。
锂电池采取变下垂控制。当锂电池的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，闭锁锂电池，以保护电池。当锂电池的SOC在[SOCC1,SOCC2]范围内时，根据频率偏差确定锂电池的充放电功率P=df/Kof。
当锂电池的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，调整下垂系数，减小锂电池充放电功率。当SOC小于SOCC1大于SOCl1，P=df/Kof( SOC- SOCl1)/( SOCC1- SOCl1)。当SOC大于SOCC2小于SOCl2，P=df/Kof( SOC- SOCC2)/( SOCl2- SOCC1)。
其中，所当检测到频率偏差小，混合储能采取超级电容优先动作的方式，减少锂电池充放电，具体策略同上所述，不再赘述。
本公开的实施例一所提供的方法，具有如下技术效果：
1）提出了采用超级电容和锂电池的混合储能装置，安装在新能源场站或网侧储能电站，读取频率偏差、频率变化率、判断频率处于偏离或恢复阶段、判断一次调频动作持续时间，能够适应电网不同的功率扰动场景，采取不同的混合储能一次调频策略，能够在满足一次调频要求的前提下优先利用超级电容，减少锂电池充放电，减少混合储能使用成本，延长混合储能装置寿命。
2）能够适应电网阶跃功率扰动、缓慢功率扰动的不同场景，在判断电网受到较大的阶跃功率扰动冲击且频率仍在快速偏离正常值的场景下，混合储能采取超级电容和锂电池同时动作的方式，充分发挥混合储能的一次调频性能，支持频率快速恢复。在判断电网受到较大的缓慢功率扰动影响且水火电常规机组一次调频资源已经消耗殆尽，混合储能采取锂电池优先动作的方式，提供持久性大容量频率支撑。其他场景下，采用超级电容优先动作的方式，减少锂电池充放电。
实施例二：
如图3所示：
为了解决上述技术问题，本公开还能提供一种混合储能调频控制系统，设置于锂电池和超级电容的混合储能装置上，所述系统包括：
数据采集模块201，用于读取新能源电网频率频率偏差、频率变化率、新能源电网一次调频动作持续时间以及新能源电网频率所处于的阶段，其中，新能源电网频率所处于的阶段包括：偏离阶段或恢复阶段；
逻辑判断模块202，用于根据当前新能源电网的运行状况得到对应的混合储能调频逻辑并实行调频。
进一步，所述逻辑判断模块具体包括：
第一判断子模块，用于判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值；
第二判断子模块，用于判断频率变化率是否超过第二阈值，
第三判断子模块，用于判断新能源电网频率所处于的阶段是否为偏离阶段；
第四判断子模块，用于判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值；
所述逻辑判断模块具体用于，利用所述第一判断子模块判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值，若未超过第一阈值，则混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若超过第一阈值，则进一步利用所述第二判断子模块判断频率变化率是否超过第二阈值，若超过第二阈值，则进一步利用所述第三判断子模块判断新能源电网频率所处于的阶段是否为偏离阶段，若是则混合储能采取超级电容和锂电池同时动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若否，则新能源电网频率处于恢复阶段，混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若不超过第二阈值，则进一步利用所述第四判断子模块判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值，若超过第三阈值，则混合储能采取锂电池优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若不超过第三阈值，则混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频。
进一步，所述判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值具体为判断新能源电网频率频率偏差的绝对值是否超过0.2Hz。
进一步，所述判断频率变化率是否超过第二阈值具体为判断频率变化率的绝对值是否超过0.05Hz/s。
进一步，所述判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值具体为：
判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过60s。
进一步，所述新能源电网频率所处于的阶段的判断标准为：
如果频率大于50Hz且频率仍在增加，则判断频率处于频率偏离阶段；
如果频率小于50Hz且频率仍在减小，则判断频率处于频率偏离阶段；
如果频率大于50Hz且频率在减小，则判断频率处于频率恢复阶段；
如果频率小于50Hz且频率在增加，则判断频率处于频率恢复阶段。
当检测到频率偏差大、频率变化率大且处于频率偏离阶段，混合储能采取超级电容和锂电池同时动作的方式。
当检测到频率偏差绝对值大于0.2Hz、频率变化率绝对值大于0.05Hz/s，且处于频率偏离阶段，判断电网受到较大的阶跃功率扰动冲击且频率仍在快速偏离正常值，混合储能采取超级电容和锂电池同时动作的方式，充分发挥混合储能的一次调频性能，支持频率快速恢复。
超级电容和锂电池采用变下垂控制方式，设定SOC闭锁阈值[SOCl1,SOCl2], 其中0<SOCl1<SOCl2<1当超级电容和锂电池的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，闭锁超级电容和锂电池，以保护混合储能装置。
设定SOC预警阈值[SOCC1,SOCC2]，其中其中0<SOCl1<SOCC1<SOCC2<SOCl2<1。当超级电容和锂电池的SOC在[SOCC1,SOCC2]范围内时，根据频率偏差分别确定超级电容和锂电池的充放电功率P=df/Kof，此时混合储能的总体功率是2P，支持频率快速恢复。
当超级电容和锂电池的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，调整下垂系数，减小超级电容和锂电池的充放电功率。当SOC小于SOCC1大于SOCl1，P=df/Kof( SOC- SOCl1)/( SOCC1-SOCl1)。当SOC大于SOCC2小于SOCl2，P=df/Kof( SOC- SOCC2)/( SOCl2- SOCC1)。
其中，当检测到频率偏差大、频率变化率大且处于频率恢复阶段，混合储能采取超级电容优先动作的方式。
当检测到频率偏差绝对值大于0.2Hz、频率变化率绝对值大于0.05Hz/s且处于频率恢复阶段，判断电网受到较大的阶跃功率扰动冲击且频率已经在恢复，混合储能采取超级电容优先动作的方式。
超级电容采取变下垂控制，设定SOC闭锁阈值[SOCl1,SOCl2], 其中0<SOCl1<SOCl2<1当超级电容的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，闭锁超级电容，以保护混合储能装置。设定SOC预警阈值[SOCC1,SOCC2]，其中其中0<SOCl1<SOCC1<SOCC2<SOCl2<1。当超级电容的SOC在[SOCC1,SOCC2]范围内时，根据频率偏差确定超级电容的充放电功率P=df/Kof。
当超级电容的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，调整下垂系数，减小超级电容充放电功率，同时锂电池开始充放电。当SOC小于SOCC1大于SOCl1，P=df/Kof( SOC- SOCl1)/( SOCC1-SOCl1)。当SOC大于SOCC2小于SOCl2，P=df/Kof( SOC- SOCC2)/( SOCl2- SOCC1)。
锂电池采取变下垂控制。当锂电池的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，闭锁锂电池，以保护电池。当锂电池的SOC在[SOCC1,SOCC2]范围内时，根据频率偏差确定锂电池的充放电功率P=df/Kof。
当锂电池的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，调整下垂系数，减小锂电池充放电功率。当SOC小于SOCC1大于SOCl1，P=df/Kof( SOC- SOCl1)/( SOCC1- SOCl1)。当SOC大于SOCC2小于SOCl2，P=df/Kof( SOC- SOCC2)/( SOCl2- SOCC1)。
其中，当检测到频率偏差大、频率变化率小且一次调频动作持续时间长，混合储能采取锂电池优先动作的方式。
当检测到频率偏差绝对值大于0.2Hz、频率变化率绝对值小于0.05Hz/s且一次调频动作持续时间小于60s，判断电网受到较大的缓慢功率扰动影响且水火电常规机组一次调频正在动作，混合储能采取超级电容优先动作的方式。具体策略同上所述，在此不做赘述。
其中，当检测到频率偏差大、频率变化率小且一次调频动作持续时间长，混合储能采取锂电池优先动作的方式。
当检测到频率偏差绝对值大于0.2Hz、频率变化率绝对值小于0.05Hz/s且一次调频动作持续时间大于60s，判断电网受到较大的缓慢功率扰动影响且水火电常规机组一次调频资源已经消耗殆尽，混合储能采取锂电池优先动作的方式，提供持久性大容量频率支撑，超级电容剩余的容量留做备用以应对可能发生的阶跃功率扰动。
锂电池采取变下垂控制。当锂电池的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，闭锁锂电池，以保护电池。当锂电池的SOC在[SOCC1,SOCC2]范围内时，根据频率偏差确定锂电池的充放电功率P=df/Kof。
当锂电池的SOC小于SOCC1或大于SOCC2时，调整下垂系数，减小锂电池充放电功率。当SOC小于SOCC1大于SOCl1，P=df/Kof( SOC- SOCl1)/( SOCC1- SOCl1)。当SOC大于SOCC2小于SOCl2，P=df/Kof( SOC- SOCC2)/( SOCl2- SOCC1)。
其中，所当检测到频率偏差小，混合储能采取超级电容优先动作的方式，减少锂电池充放电，具体策略同上所述，不再赘述。
实施例三：
本公开还能够提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时用于实现上述的混合储能调频控制的方法的步骤。
本公开的计算机存储介质可以采用半导体存储器、磁芯存储器、磁鼓存储器或磁盘存储器实现。
半导体存储器，主要用于计算机的半导体存储元件主要有Mos和双极型两种。Mos元件集成度高、工艺简单但速度较慢。双极型元件工艺复杂、功耗大、集成度低但速度快。NMos和CMos问世后，使 Mos存储器在半导体存储器中开始占主要地位。NMos速度快，如英特尔公司的1K位静态随机存储器的存取时间为 45ns。而 CMos耗电省，4K位的CMos 静态存储器存取时间为300ns。上述半导体存储器都是随机存取存储器(RAM),即在工作过程中可随机进行读出和写入新内容。而半导体只读存储器 (ROM)在工作过程中可随机读出但不能写入，它用来存放已固化好的程序和数据。ROM 又分为不可改写的熔断丝式只读存储器──PROM和可改写的只读存储器EPROM两种。
磁芯存储器，具有成本低，可靠性高的特点，且有20多年的实际使用经验。70年代中期以前广泛使用磁芯存储器作为主存储器。其存储容量可达10位以上，存取时间最快为300ns。国际上典型的磁芯存储器容量为 4MS～8MB，存取周期为1.0～1.5μs。 在半导体存储快速发展取代磁芯存储器作为主存储器的位置之后，磁芯存储器仍然可以作为大容量扩充存储器而得到应用。
磁鼓存储器，一种磁记录的外存储器。由于其信息存取速度快，工作稳定可靠，虽然其容量较小，正逐渐被磁盘存储器所取代，但仍被用作实时过程控制计算机和中、大型计算机的外存储器。为了适应小型和微型计算机的需要，出现了超小型磁鼓，其体积小、重量轻、可靠性高、使用方便。
磁盘存储器，一种磁记录的外存储器。它兼有磁鼓和磁带存储器的优点，即其存储容量较磁鼓容量大，而存取速度则较磁带存储器快，又可脱机贮存，因此在各种计算机系统中磁盘被广泛用作大容量的外存储器。磁盘一般分为硬磁盘和软磁盘存储器两大类。
硬磁盘存储器的品种很多。从结构上，分可换式和固定式两种。可换式磁盘盘片可调换，固定式磁盘盘片是固定的。可换式和固定式磁盘都有多片组合和单片结构两种，又都可分为固定磁头型和活动磁头型。固定磁头型磁盘的容量较小，记录密度低存取速度高，但造价高。活动磁头型磁盘记录密度高(可达1000～6250位/英寸)，因而容量大,但存取速度相对固定磁头磁盘低。磁盘产品的存储容量可达几百兆字节，位密度为每英寸6 250位,道密度为每英寸475道。 其中多片可换磁盘存储器由于盘组可以更换,具有很大的脱体容量,而且容量大,速度高,可存储大容量情报资料，在联机情报检索系统、数据库管理系统中得到广泛应用。
实施例四：
本公开还提供了一种电子设备，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，处理器执行计算机程序时实现上述的混合储能调频控制的方法的步骤。
图4为一个实施例中电子设备的内部结构示意图。如图4所示，该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储介质、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的存储介质存储有操作系统、数据库和计算机可读指令，数据库中可存储有控件信息序列，该计算机可读指令被处理器执行时，可使得处理器实现一种混合储能调频控制的方法。该电设备的处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个计算机设备的运行。该计算机设备的存储器中可存储有计算机可读指令，该计算机可读指令被处理器执行时，可使得处理器执行一种混合储能调频控制的方法。该计算机设备的网络接口用于与终端连接通信。本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
该电子设备包括但不限于智能电话、计算机、平板电脑、可穿戴智能设备、人工智能设备、移动电源等。
所述处理器在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器是所述电子设备的控制核心（Control Unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器内的程序或者模块（例如执行远端数据读写程序等），以及调用存储在所述存储器内的数据，以执行电子设备的各种功能和处理数据。
所述总线可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器以及至少一个处理器等之间的连接通信。
图4仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图4示出的结构并不构成对所述电子设备的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该电子设备还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
进一步地，所述计算机可用存储介质可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据区块链节点的使用所创建的数据等。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
Claims (10)
1.一种结合频率变化率和一次调频动作持续时间的混合储能调频控制方法，应用于锂电池和超级电容的混合储能装置上，其特征在于，所述方法包括：
读取新能源电网频率频率偏差、频率变化率、新能源电网一次调频动作持续时间以及新能源电网频率所处于的阶段，其中，新能源电网频率所处于的阶段包括：偏离阶段或恢复阶段；
根据当前新能源电网的运行状况得到对应的混合储能调频逻辑并实行调频。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据当前新能源电网的运行状况得到对应的混合储能调频逻辑并实行调频具体包括：
判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值，若未超过第一阈值，则混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若超过第一阈值，则进一步判断频率变化率是否超过第二阈值，若超过第二阈值，则进一步判断新能源电网频率所处于的阶段是否为偏离阶段，若是则混合储能采取超级电容和锂电池同时动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若否，则新能源电网频率处于恢复阶段，混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若不超过第二阈值，则进一步判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值，若超过第三阈值，则混合储能采取锂电池优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若不超过第三阈值，则混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值具体为判断新能源电网频率频率偏差的绝对值是否超过0.2Hz。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断频率变化率是否超过第二阈值具体为判断频率变化率的绝对值是否超过0.05Hz/s。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值具体为：
判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过60s。
6.根据权利要求1~5任一项中所述的方法，其特征在于，所述新能源电网频率所处于的阶段的判断标准为：
如果频率大于50Hz且频率仍在增加，则判断频率处于频率偏离阶段；
如果频率小于50Hz且频率仍在减小，则判断频率处于频率偏离阶段；
如果频率大于50Hz且频率在减小，则判断频率处于频率恢复阶段；
如果频率小于50Hz且频率在增加，则判断频率处于频率恢复阶段。
7.一种结合频率变化率和一次调频动作持续时间的混合储能调频控制系统，设置于锂电池和超级电容的混合储能装置上，其特征在于，所述系统包括：
数据采集模块，用于读取新能源电网频率频率偏差、频率变化率、新能源电网一次调频动作持续时间以及新能源电网频率所处于的阶段，其中，新能源电网频率所处于的阶段包括：偏离阶段或恢复阶段；
逻辑判断模块，用于根据当前新能源电网的运行状况得到对应的混合储能调频逻辑并实行调频。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述逻辑判断模块具体包括：
第一判断子模块，用于判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值；
第二判断子模块，用于判断频率变化率是否超过第二阈值，
第三判断子模块，用于判断新能源电网频率所处于的阶段是否为偏离阶段；
第四判断子模块，用于判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值；
所述逻辑判断模块具体用于，利用所述第一判断子模块判断新能源电网频率频率偏差是否超过预设的第一阈值，若未超过第一阈值，则混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若超过第一阈值，则进一步利用所述第二判断子模块判断频率变化率是否超过第二阈值，若超过第二阈值，则进一步利用所述第三判断子模块判断新能源电网频率所处于的阶段是否为偏离阶段，若是则混合储能采取超级电容和锂电池同时动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若否，则新能源电网频率处于恢复阶段，混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若不超过第二阈值，则进一步利用所述第四判断子模块判断新能源电网一次调频动作持续时间是否超过第三阈值，若超过第三阈值，则混合储能采取锂电池优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频；
若不超过第三阈值，则混合储能采取超级电容优先动作的方式作为混合储能调频逻辑并实行调频。
9.一种电子设备，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，处理器执行计算机程序时实现权利要求1~6任一项中所述的结合频率变化率和一次调频动作持续时间的混合储能调频控制方法对应的步骤。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述程序指令被处理器执行时用于实现权利要求1~6任一项中所述的结合频率变化率和一次调频动作持续时间的混合储能调频控制方法对应的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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