專利名稱：一種電池儲能系統參與電網一次調頻優化控制方法
技術領域：
本發明涉及電力系統領域，具體涉及一種電池儲能系統參與電網一次調頻優化控制方法。
背景技術：
電力系統的頻率是電力系統運行的重要控制參數，與廣大用戶的電力設備以及發供電設備本身的安全和效率有著密切的關系。(I)在電力一次調頻中，主要靠火電機組的蓄熱來快速響應一次調頻，因而受蓄熱的限制而存在一次調頻容量明顯不足的現象，甚至遠未達到理論一次調頻容量值；在電力 一次調頻的實際運行中，一些電廠為減少機組磨損而自行閉鎖調頻功能的狀況普遍存在，這些因素影響著一次調頻的品質，甚至會加劇頻率的波動。而大規模儲能系統響應速度快，短時功率吞吐能力強，與傳統調頻技術相結合，可作為一次調頻的有效輔佐手段。其可輔助傳統一次調頻技術防止頻率的進一步惡化與振蕩，甚至實現一次調頻的無差調節。(2)儲能系統可減少電網所需調頻容量，提高電網的安全可靠性。儲能系統的快速響應與精確跟蹤能力使得其比傳統調頻機組的調頻效果高效3倍左右，因而可減少系統所需的調頻容量，節省電力系統的旋轉備用量。調頻中節省的電力系統的旋轉備用容量可用于電網的調峰、事故備用等，進一步提高了電網運行的安全與可靠性。儲能系統參與電力調頻也可獲得可觀的經濟回報與環境效益。儲能系統的經濟回報是燃氣輪機的3倍左右，儲能系統與燃氣輪機相比大幅減排。(3) 一些研究表明，儲能技術得到了發展與突破，已具備大規模應用于調頻的能力，儲能技術在調頻領域的應用也是最接近商業運營價值的。但一些地方在這一片領域尚屬于起步與借鑒階段。亟需加大儲能在輔助調頻領域中的相關研究的力度，利用儲能更好地服務于電力調頻。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種電池儲能系統參與電網一次調頻優化控制方法，通過電池儲能系統出力對電網頻率偏差進行校正，以滿足電網頻率控制目標和保持電池儲能系統具有較好的充/放電能力為原則，在控制過程中根據電池儲能系統最大出力、剩余容量狀態和控制目標，細化儲能出力控制，優化配置儲能容量。本發明提供的一種電池儲能系統參與電網一次調頻優化控制方法，其改進之處在于，所述方法包括如下步驟(I)功率-頻率轉換控制模塊根據頻率差值判斷是否啟動電池儲能系統；是則進行步驟(2)，否則循環此步驟；(2)判斷電池儲能系統參與平衡校正的程度；(3)根據電池荷電狀態S0C，結合步驟(2)的校正，所述功率-頻率轉換控制模塊控制電池管理單元對電池儲能系統進行控制，輸出相應功率。其中，SOC :Stage of Charge,為電池荷電狀態。其中，步驟(1)中，數據采集模塊實時采集電網頻率和儲能電池荷電狀態SOC并傳給用于存儲數據的數據存儲管理模塊和用于控制的功率-頻率轉換控制模塊；所述功率-頻率轉換控制模塊將所述電網頻率與50HZ做差，將其差值Λ &與頻率死區的上限值Λ fSQ. ^或下限值Λ fSQ. TR做比較；若差值Λ &大于Λ fSQ. 或差值Λ fj小于AfSQ. 則啟動所述電池儲能系統；若Afi小于AfSQ. 但大于AfSQ. 則不啟動所述電池儲能系統。其中，步驟(2)中，頻率差值Afi大于AfSQ ，所述功率-頻率轉換控制模塊將頻率差值信號轉換成功率偏差信號Λ Pi，將所述功率偏差信號的絕對值I APiI與電池儲能系統最大出力PBatt.max做比較，判斷電池儲能系統參與電網供需平衡校正調控的程度。其中，若所述功率偏差信號的絕對值I APiI小于等于最大出力PBatt.max，則電池儲能系統動作的功率為APi ;若所述功率偏差信號的絕對值I APiI大于最大出力PBatt.max，則電池儲能系統動作的功率值為最大功率PBatt.max。其中，步驟(3 )所述電池荷電狀態SOC是指電池儲能系統中儲能電池荷電狀態，根據所述荷電狀態SOCi值不同，分為五個區域，包括I區為上限制區=SOCi彡SOCmax ;II 區為下調頻率區50%S0Ce ( SOCi < SOCmax ；III 區為回區SOCi ^ 50%S0Ce ;IV 區為上調頻率區=SOCniin < SOCi ( 50%S0Ce ；V 區為下限制區S0Ci ( SOCmin ；其中，SOCmax為儲能電池運行比較高效的最大SOC取值，SOCmin為儲能電池運行比較高效的最小SOC取值。其中，步驟(3)所述功率-頻率轉換控制模塊控制電池管理單元對電池儲能系統進行控制包括如下步驟SOCmin < SOCi < SOCmax，且 Δ f, > Λ fSQ.上限，則電池儲能系統以 Λ Pi 或 PBatt.max 的功率大小從電網吸收功率；若SOCi ^ SOCmax,電池儲能系統不動作；SOCmin < SOCi < SOCmax，且 Δ f, < Λ fSQ.下限，則電池儲能系統以 Λ Pi 或 PBatt._ 的功率大小釋放功率于電網；若SOCi ( SOCmin,電池儲能系統不動作；若SOCi < 50%S0C,向電網吸收功率，使SOCi回歸至50%S0Ce ；若SOCi > 50%S0C,向電網釋放功率，使SOCi回歸至50%S0Ce。其中，步驟(3)所述功率-頻率轉換控制I旲塊輸出的控制命令包括若SOCmin < SOCi < 50%S0Ce，Δ f, < Δ fSQ.下限，且 | Δ Pi | ( PBatt.max 時，電池儲能系統出力為PBatt⑴=APi;若SOCmin < SOCi < 50%S0Ce, Δ f, < Δ fSQ 下限，且 | Δ Pi | > PBatt.max 時，電池儲能系統出力為 ^Batt = ΔΡΒ3 .μχ ;若SOCmin < SOC 50%S0Ce，AfiS Λ fSQ.上限，且 | Λ Pi | ≤ PBatt.max 時，則電池儲能系統的出力為PBatt(i) = ΔΡ ；若SOCmin < SOCi < 50%S0Ce，Δ f, > Δ fSQ.上限，且 | Δ Pi | > PBatt.max 時，電池儲能系統出力為 ^Batt ⑴ -ΔΡ—若5o%S0Ce < SOCi < SOCfflax, Δ f, > Δ fSQ.上限，且 | Δ Pi | ( PBatt.max 時，電池儲能系統的出力為PBatt⑴=APi;若5o%S0Ce < SOCi < SOCfflax, Δ f, > Δ fSQ.上限，且 | Δ Pi | > PBatt.max 時，電池儲能系統的出力為 ^Batt ⑴ -ΔΡ—若5o%S0Ce < SOCi < SOCfflax, Δ f, < Δ fSQ.下限，且 | Δ Pi | ( PBatt.max 時，電池儲能系統的出力為PBatt⑴=APi;若5o%S0Ce < SOCi < SOCfflax, Δ f, < Δ fSQ.下限，且 | Δ Pi | > PBatt.max 時，電池儲能系統的出力為 ^Batt ⑴ ΔΡΒ3 .μχ ;若SOCi = SOCmin,電池儲能系統中儲能電池的SOC很低，即使Λ < Λ fSQ TR需要 電池儲能系統放電時，為防止儲能電池過度放電，電池儲能系統不繼續動作；本發明的過度放電是指儲能電池的SOC越過儲能電池運行比較高效的最小SOC取值后繼續放電。若SOCi = SOCmax,電池儲能系統中儲能電池的SOC很高，即使Λ > Λ fSQ.上限，為防止儲能電池過度充電，電池儲能系統不繼續動作。如果需要充電，則不動作，如果需要放電，則繼續動作。調頻結束后，若SOCi > 50%S0Ce, Δ fSQ下限< Δ f, < Δ fSQ上限，電池儲能系統的出力為 I3Batt ⑴—O. 5 Δ Pi SQ ;若SOCi < 50%S0Ce，Λ fSQ下限< Δ f, < Δ fSQ上限，電池儲能系統的出力為PBatt⑴
—_0· 5 Δ Plsqo其中，PBatt(i)為電池儲能系統在第i個采樣點時發出/吸收功率值；PBatt._為電池儲能系統最大出力數據；Δ Pi為電網頻率差值對應的功率差額；APlsq為越過頻率死區對應的電網功率偏差值；SOC為儲能電池的荷電狀態，SOC = Qs/Qe, Qs為電池儲能系統的剩余容量，Qk為電池儲能系統的標稱容量；SOCmin為儲能電池運行比較高效的最小SOC取值；SOCmax為儲能電池運行比較高效的最大SOC取值；SOCe為電池儲能系統額定容量時對應的SOC值；Δ fSQ上限頻率死區的上限值；Δ fSQ TR :頻率死區的下限值；Afi :電網實時頻率與50Hz的差值。其中，根據PBatt(i)的正負號決定電池的充放電狀態，PBatt(i)〈0，flag=l電池放電，PBatt(i)>0，fIag=-I電池充電，將功率值|PBatt(i)|和電池的充放電狀態flag發送至電池管理單元，通過電池管理單元控制電池儲能系統充放電校正電網供需平衡，使頻率偏差滿足控制目標。其中，所述控制目標為頻率差值fSQ.下限<Λ & < fSQ上限。與現有技術比，本發明的有益效果為
本發明通過電池儲能系統出力對電網頻率偏差進行校正，以滿足電網頻率控制目標和保持電池儲能系統具有較好的充/放電能力為原則，在控制過程中根據電池儲能系統最大出力、剩余容量狀態和控制目標，細化儲能出力控制，優化配置儲能容量。本發明參考現行一次調頻標準，以頻率波動量為被控對象，并結合電力一次調頻與電池能量管理現狀，提出嚴格的控制邊界條件，利用電池儲能系統充/放電，將頻率波動量控制在給定范圍內，校正電網供需平衡。當電池儲能系統參與電網調頻結束時，在不引起電網頻率波動越過調頻死區的情況下，使儲能電池的荷電狀態SOC回歸50%S0C附近，以最好的狀態應對下一次調頻任務。當頻率波動量在允許頻率動作死區范圍內時不啟動電池儲能系統，從而減少電池儲能系統充放電頻次，延長電池儲能系統使用壽命。


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圖I為本發明提供的電池儲能系統在電力一次調頻中校正電網供平衡控制框圖。圖2為本發明提供的儲能電池的SOC區域示意圖。圖3為本發明提供的控制模塊輸出控制命令的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步的詳細說明。本實施例提供的一種電池儲能系統參與電網一次調頻優化控制方法，其主要過程是，通過數據采集設備采集在接入點處獲得的電網頻率數據，輸入功率-頻率轉換控制模±夾，在功率-頻率轉換控制模塊中以頻率偏差fSQ. TR< Afi < fSQ 為控制目標，以滿足控制目標、保持電池儲能系統較好的充/放電能力和良好的SOC水平為控制原則，根據功率-頻率轉換控制策略對輸入數據進行運算處理，判斷實時的電網頻率偏差Λ &是否越過頻率死區，若越過頻率死后，將頻率偏差值Afi轉換成對應的功率偏差值APi，得到的電網在i時刻的功率差額APi與電池儲能系統最大出力限值匕―做比較，判斷電池儲能系統參與電網一次頻率調節的程度；當|Λρ」小于或大于PBatt.Max時分別輸出控制電池儲能系統的不同的控制命令，由電池管理單元BMS控制電池儲能系統出力，校正電網供需平衡，阻止頻率波動的加劇，維持電網頻率穩定。具體的，本實施例提供的電池儲能系統校正電網供需平衡控制框圖如圖I所示。本實施例通過電網頻率數據采集模塊采集頻率數據，通過電池儲能系統的電池管理單元BMS采集儲能電池的荷電狀態SOCi數據，通過連接功率變流器PCS的檢測單元采集電池儲能系統的出力功率數據和充/放電狀態信息，數據采集模塊采集電網頻率數據和儲能電池荷電狀態SOCi數據并輸送至功率-頻率轉換控制模塊，并將所有數據存儲于數據存儲與管理模塊，根據控制策略在功率-頻率轉換控制模塊中對數據進行處理，輸出控制電池儲能系統的功率指令和充/放電指令，由電池管理單元BMS控制電池儲能系統按照控制指令出力，電池儲能系統輸出的電能通過功率變流器PCS控制，電池儲能系統出力經過斷路器，再經過變壓器并入電網。數據存儲與管理模塊用于存儲和管理頻率數據以及電池儲能系統運行狀況的數據，為分析頻率波動、評判控制策略的供需平衡校正效果、觀察電池儲能系統的運行工況以及優化電池儲能系統中儲能電池荷電狀態提供數據基礎。
功率-頻率轉換控制模塊根據控制策略和輸入數據進行運算，控制策略以滿足控制目標和保持電池儲能系統在工作過程中有較好的充/放電能力為原則，為了保證儲能電池的工作安全和在工作過程中保持較好的充/放電能力，將電池儲能系統荷電狀態SOCi劃分為五個區域，如圖2所示I區為上限制區=SOCi彡SOCmax ；II 區為下調頻率區50%S0Ce ( SOCi < SOCmax ；III 區為回區SOCi ^ 50%S0Ce ;IV 區為上調頻率區=SOCniin < SOCi ( 50%S0Ce ；V 區為下限制區S0Ci ( SOCmin0 對應的，本實施例提出一種電池儲能系統參與電網一次調頻優化控制方法，所述方法包括如下步驟(I)功率-頻率轉換控制模塊根據頻率差值判斷是否啟動電池儲能系統；是則進行步驟(2)，否則循環此步驟；步驟(I)中，數據采集模塊實時采集電網頻率和儲能電池荷電狀態SOCi并傳給用于存儲數據的數據存儲管理模塊和用于控制的功率-頻率轉換控制模塊；所述功率-頻率轉換控制模塊將所述電網頻率與50HZ做差，將其差值Λ &與頻率死區的上限值Λ fSQ ±限或下限值Λ fSQ下限做比較；若差值Λ &大于Λ fSQ.上限或差值Λ fi小于Λ fSQ.下限，則啟動所述電池儲能系統；若Afi小于AfSQ 但大于AfSQ 則不啟動所述電池儲能系統。(2)判斷電池儲能系統參與平衡校正的程度；在頻率差值Λ &大于Λ fSQ ±_時，所述功率-頻率轉換控制模塊將頻率差值信號轉換成功率偏差信號Λ Pi，將所述功率偏差信號的絕對值I APiI與電池儲能系統最大出力PBa ._做比較，判斷電池儲能系統參與電網供需平衡校正調控的程度。若所述功率偏差信號的絕對值I APiI小于等于最大出力PBatt.max，則電池儲能系統動作的功率為APi ;若所述功率偏差信號的絕對值I APiI大于最大出力PBatt.max，則電池儲能系統動作的功率值為最大功率PBatt.max。(3)根據儲能電池荷電狀態S0C，結合步驟(2)的校正，所述功率-頻率轉換控制模塊控制電池管理單元對電池儲能系統進行控制，輸出相應功率。其中，所述功率-頻率轉換控制模塊控制電池管理單元對電池儲能系統進行控制包括如下步驟SOCmin < SOCi < SOCmax，且 Af,> Λ fSQ.上限，則電池儲能系統以 Λ Pi 或 PBatt.max 的功率大小從電網吸收功率；若SOCi ^ SOCmax,電池儲能系統不繼續動作；SOCmin < SOCi < SOCmax，且 Afi < Λ fSQ.下限，則電池儲能系統以 Λ Pi 或 PBatt. _ 的功率大小釋放功率于電網；若SOCi ( SOCmin,電池儲能系統不繼續動作；調頻結束后，若SOCi < 50%S0C,向電網吸收功率，使SOCi回歸至50%S0Ce ；若SOCi > 50%S0C,向電網釋放功率，使SOCi回歸至50%S0Ce。對應的，所述功率-頻率轉換控制t吳塊輸出的控制命令如圖3所不，包括若SOCmin < SOCi < 50%S0Ce，Δ f, < Δ fSQ.下限，且 | Δ Pi | ( PBatt.max 時，電池儲能系統出力為PBatt⑴=ΔΡ ；若SOCmin < SOCi < 50%S0Ce，Δ f, < Δ fSQ.下限，且 | Δ Pi | > PBatt.max 時，電池儲能系統出力為 ^Batt ⑴ ΔΡΒ3 .μχ ;若SOCmin < SOCi < 50%S0Ce, Δ f, > Δ fSQ 上限，且 | Δ Pi | ( PBatt.max 時，則電池儲能系統的出力為PBatt(i) = APi;若SOCmin < SOCi < 50%S0Ce，Δ f, > Δ fSQ.上限，且 | Δ Pi | > PBatt.max 時，電池儲能系統出力為 ^Batt ⑴ -ΔΡ—若5o%S0Ce < SOCi < SOCfflax, Δ f, > Δ fSQ.上限，且 | Δ Pi | ( PBatt.max 時，電池儲能系統的出力為PBatt⑴=ΔΡ ；若5o%S0Ce < SOCi < SOCfflax, Δ f, > Δ fSQ 上限，且 | Δ Pi | > PBatt.max 時，電池儲能系統的出力為 ^Batt ⑴ -ΔΡ—若Sc^SOCeSSOCiS SOCmaxJfiS AfSQ.下限，且 I APiI 彡 PBatt.max 時，電池儲能系 統的出力為PBatt⑴=ΔΡ ；若5o%S0Ce < SOCi < SOCfflax, Δ f, < Δ fSQ.下限，且 | Δ Pi | > PBatt.max 時，電池儲能系統的出力為 ^Batt ⑴ ΔΡΒ3 .μχ ;若SOCi = SOCmin,電池儲能系統SOC很低，即使Λ < Λ fSQ TR需要電池儲能系統放電時，為防止電池過度放電，電池儲能系統也將不繼續動作；若SOCi = SOCmax,電池儲能系統中儲能電池的SOC很高，即使Λ fi > Λ fSQ.上限，為防止儲能電池過度充電，電池儲能系統不繼續動作；調頻結束后，若SOCi > 50%S0Ce, Δ fSQ下限< Δ f, < Δ fSQ上限，電池儲能系統的出力為 I3Batt ⑴—O. 5 Δ Pi SQ ;若SOCi < 50%S0Ce，Afsa下限< Δ f, < Afsa上限，電池儲能系統的出力為PBatt⑴
—_0· 5 Δ Plsqo根據PBatt(i)的正負號決定電池的充放電狀態，PBatt(i)〈0，f Iag=I電池放電，PBatt(i)>0，fIag=-I電池充電，將功率值|PBatt(i)|和電池的充放電狀態flag發送至電池管理單元，通過電池管理單元控制電池儲能系統充放電校正電網供需平衡，使頻率偏差滿足控制目標。所述控制目標為頻率差值fSQ.下限< Afi < fSQ上限。本實施例所用術語的定義fj :電網在第i個采樣點時的頻率數據；PBatt(i)電池儲能系統在第i個采樣點時發出/吸收功率值；PBatt._ :電池儲能系統最大出力數據；APi :電網頻率偏差對應的功率差額；APi SQ :越過頻率死區對應的電網功率偏差值；SOC :儲能電池荷電狀態，SOC = Qs/Qe, Qs為電池儲能系統的剩余容量，Qe為電池儲能系統的標稱容量；SOCi :在第i個采樣點采樣的SOC值；SOCmin:電池儲能系統正常工作的SOC下限；SOCmax:電池儲能系統正常工作的SOC上限；SOCe 電池儲能系統額定容量時對應的SOC值。Δ fSQ :頻率死區的上限值；AfSQ下限頻率死區的下限值；
BMS:電池管理單元；PCS:功率變流器。Afi :電網實時頻率與50Hz的差值。最后應當說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本發明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中?！?br> 權利要求
1.一種電池儲能系統參與電網一次調頻優化控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 (1)功率-頻率轉換控制模塊根據頻率差值判斷是否啟動電池儲能系統；是則進行步驟(2)，否則循環此步驟； (2)判斷電池儲能系統參與平衡校正的程度； (3)根據電池荷電狀態SOC，結合步驟(2)的校正，所述功率-頻率轉換控制模塊控制電池管理單元對電池儲能系統進行控制，輸出相應功率。
2.如權利要求I所述的控制方法，其特征在于，步驟(I)中，數據采集模塊實時采集電網頻率和儲能電池荷電狀態SOC并傳給用于存儲數據的數據存儲管理模塊和用于控制的功率-頻率轉換控制模塊； 所述功率-頻率轉換控制模塊將所述電網頻率與50HZ做差，將其差值Λ A與頻率死區的上限值Λ fSQ. ^或下限值Λ fSQ. 做比較；若差值Λ A大于Λ fSQ. μ或差值Λ fi小于Δ fSQ.下限,則啟動所述電池儲能系統；若Δ fj小于Δ fSQ.上限但大于Δ fSQ.下限，則不啟動所述電池儲能系統。
3.如權利要求I所述的控制方法，其特征在于，步驟(2)中，頻率差值Afi大于Afse±κ，所述功率-頻率轉換控制模塊將頻率差值信號轉換成功率偏差信號APi,將所述功率偏差信號的絕對值I ΛΡ」與電池儲能系統最大出力PBatt.max做比較，判斷電池儲能系統參與電網供需平衡校正調控的程度。
4.如權利要求3所述的控制方法，其特征在于，若所述功率偏差信號的絕對值IAPi小于等于最大出力PBatt.max，則電池儲能系統動作的功率為AP1 ;若所述功率偏差信號的絕對值I APiI大于最大出力PBatt._，則電池儲能系統動作的功率值為最大功率PBatt._。
5.如權利要求I所述的控制方法，其特征在于，步驟(3)所述電池荷電狀態SOC是指電池儲能系統中儲能電池荷電狀態，根據所述荷電狀態SOCi值不同，分為五個區域，包括 I區為上限制區=SOCi彡SOCmax ； II區為下調頻率區50%S0Ce ( SOCi < SOCmax ； III區為回區=SOCi ^ 50%S0Ce ； IV區為上調頻率區=SOCmin < SOCi ( 50%S0Ce ； V區為下限制區=SOCi ( SOCmin ； 其中，SOCmax為儲能電池運行比較高效的最大SOC取值，SOCmin為儲能電池運行比較高效的最小SOC取值。
6.如權利要求I所述的控制方法，其特征在于，步驟(3)所述功率-頻率轉換控制模塊控制電池管理單元對電池儲能系統進行控制包括如下步驟 SOCmin < SOCi < SOCfflax,且Λ fi > Λ fSQ上限，則電池儲能系統以Λ Pi或PBatt.max的功率大小從電網吸收功率；若SOCi彡SOCmax,電池儲能系統不動作； SOCmin < SOCi < SOCmax，且Λ fi < Λ fSQ.下限，則電池儲能系統以Λ Pi或PBatt max的功率大小釋放功率于電網；若SOCi ( SOCmin,電池儲能系統不動作； 若SOCi < 50%S0C，向電網吸收功率，使SOCi回歸至50%S0Ce ； 若SOCi > 50%S0C，向電網釋放功率，使SOCi回歸至50%S0Ce。
7.如權利要求I所述的控制方法，其特征在于，步驟(3)所述功率-頻率轉換控制模塊輸出的控制命令包括若 SOCmin < SOCi < 50%S0Ce，Afi< Λ fSQ.下限，且 | Λ Pi | ( PBatt.max 時，電池儲能系統出力為 F*Batt(i) = ^Pi ;若 SOCmin < SOCi < 50%S0Ce，Af,< Δ fSQ.下限，且 | Λ Pi | > PBatt max 時，電池儲能系統出力為 Pl3att(i) A PBatt.max ;若 SOCmin < SOCi < 50%S0Ce，Λ fi > Λ fSQ.上限，且 | Λ Pi | ( PBatt.max 時，則電池儲能系統的出力為 PBatt(i) = ^Pi ;若 SOCmin < SOCi < 50%S0Ce，Λ fi > Λ fSQ.上限，且 | Δ Pi | > PBatt.max 時，電池儲能系統出力為 Pl3att(i) A PBatt.max ;若 5o%S0Ce < SOCi < SOCfflax, Af,> Δ fSQ.上限，且 | Λ Pi | ( PBatt.max 時，電池儲能系統的出力為PBatt(i)=八Pi;若 5o%S0Ce < SOCi < SOCfflax, Af,> Δ fSQ.上限，且 | Λ Pi | > PBatt.max 時，電池儲能系統的出力為 ^Batt ⑴-ΔΡΒ3 ,ω3Χ;若 5o%S0Ce < SOCi < SOCfflax, Af,< Δ fSQ.下限，且 | Λ Pi | ( PBatt.max 時，電池儲能系統的出力為 PBatt(i) = ^Pi ;若 5o%S0Ce < SOCi < SOCfflax, Af,< Δ fSQ.下限，且 | Λ Pi | > PBatt.max 時，電池儲能系統的出力為 ^Batt ⑴ ΔΡΒ3 .μχ ; 若SOCi = SOCmin,電池儲能系統中儲能電池的SOC很低，即使Λ fi < Λ fSQ ^需要電池儲能系統放電時，為防止儲能電池過度放電，電池儲能系統不繼續動作； 若SOCi = SOCmax,電池儲能系統中儲能電池的SOC很高，即使Λ fi > Δ fSQ ，為防止儲能電池過度充電，電池儲能系統不繼續動作； 調頻結束后，若SOCi > 50%S0Ce, Afsa下限< Afi < Afsa上限，電池儲能系統的出力為PBatt ⑴—O. 5 Λ Pi. SQ ； 若SOCi < 50%S0Ce Δ fSQ.下限< Λ fi < Λ fSQ.上限，電池儲能系統的出力為PBatt⑴—-O. 5 Δ Plsqo其中， ^Batt ⑴ 為電池儲能系統在第i個采樣點時發出/吸收功率值； PBa ._為電池儲能系統最大出力數據； APi為電網頻率差值對應的功率差額； APlsq為越過頻率死區對應的電網功率偏差值； SOC為儲能電池的荷電狀態，SOC = Qs/Qe, Qs為電池儲能系統的剩余容量，Qk為電池儲能系統的標稱容量； SOCmin為儲能電池運行比較高效的最小SOC取值； SOCmax為儲能電池運行比較高效的最大SOC取值； SOCe為電池儲能系統額定容量時對應的SOC值； Δ fSQ. :頻率死區的上限值； Δ fSQ. TR :頻率死區的下限值； Afi :電網實時頻率與50Hz的差值。
8.如權利要求7所述的控制方法，其特征在于，根據PBatt(i)的正負號決定電池的充放電狀態，PBatt(i)〈0，flag=l電池放電，PBatt(i)>0，fIag=-I電池充電，將功率值|PBatt(i)|和電池的充放電狀態flag發送至電池管理單元，通過電池管理單元控制電池儲能系統充放電校正電網供需平衡，使頻率偏差滿足控制目標。
9.如權利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制目標為 頻率差值fSQ.TR< Af,<f*SQ.上限。
全文摘要
本發明公開了一種電池儲能系統參與電網一次調頻優化控制方法，通過數據采集模塊采集電網頻率，輸入功率-頻率轉換控制模塊，在功率-頻率轉換控制模塊中以頻率偏差fSQ.下限＜Δfi＜fSQ.上限為控制目標，以滿足控制目標、保持電池儲能系統較好的充/放電能力和良好的SOC水平為控制原則，根據功率-頻率轉換控制策略對輸入數據進行運算處理，判斷實時的電網頻率偏差Δfi是否越過頻率死區，若越過頻率死后，將頻率偏差值Δfi轉換成對應的功率偏差值ΔPi，得到的電網在i時刻的功率差額ΔPi與電池儲能系統最大出力限值PBatt.Max做比較，判斷電池儲能系統參與電網一次頻率調節的程度，由電池管理單元BMS控制電池儲能系統出力，校正電網供需平衡，阻止頻率波動的加劇，維持電網頻率穩定。
文檔編號H02J3/28GK102891495SQ20121034830
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者李建林, 楊水麗, 熊雄, 惠東 申請人:中國電力科學研究院, 國家電網公司