[发明专利]一种基于有功不平衡距离的储能快速调频方法

说明书

本发明公开了一种基于有功不平衡距离的储能快速调频方法，首先依据电力系统固有频率特性方程，在发生有功扰动情况下通过动态频率数值仿真获得频率变化曲线，接着根据定义的电力系统在频率跌落和频率恢复阶段有功不平衡距离，结合扰动后系统频率偏差情况计算出有功不平衡距离，运用自适应模糊逻辑控制策略，动态调整储能系统在频率跌落阶段和恢复阶段的有功出力。本发明提供的方法适应多种电网运行工况，在满足电力系统快速调频需求基础上，实现储能高效运行，减小其容量配置需求。

技术领域

本发明属于储能参与电力系统频率控制技术领域，涉及一种基于有功不平衡距离的储能快速调频方法。

背景技术

因主流变速风电机组有功控制一般不主动参与频率调节，大规模风电并网对电力系统快速调频提出了挑战。储能系统具备有功快速响应优势，可改善系统动态频率响应特性，减缓系统故障后频率跌落速度和减小频率最大偏差，提高系统频率运行稳定性。但储能容量如何合理配置是储能参与系统快速调频的关键技术之一，配置容量较大会导致配置成本较高和资源浪费，配置容量较小会导致快速调频效果不佳，而基于有功不平衡距离储能快速调频方法，既可满足系统快速调频需求又最小化储能配置成本。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于有功不平衡距离的储能快速调频方法。在频率变化不同阶段有功不平衡距离的应用，实现储能参与系统快速调频过程中有功出力的灵活调整，在频率跌落阶段弥补常规机组一次调频响应不足，在频率恢复阶段协同常规机组一次调频，从而在满足系统快速调频需求基础上，实现储能系统高效运行，减小其容量需求。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于有功不平衡距离的储能快速调频方法，依据电力系统固有频率特性方程，在发生有功扰动后通过动态频率数值仿真获得频率变化曲线，进而得到系统频率最大偏差和稳态偏差，由此计算出电力系统在频率跌落和频率恢复阶段有功不平衡距离，结合扰动后系统频率偏差情况，运用自适应模糊逻辑控制策略，动态调整储能系统在频率跌落阶段和恢复阶段的有功出力。具体步骤如下：

所述的电力系统固有频率特性方程为

其中，ΔP_G表示常规机组总出力变化，ΔP_W表示风电出力变化，ΔP_E表示储能出力变化，ΔP_L表示系统负荷变化，后向差分化后

k₂＝(1-k₁)/D_L (4)

其中，Δf为系统频率偏差；t为时刻，Δt为差分化的时间步长，s为拉普拉斯算子，t-Δt为t时刻的前一时刻；k₁，k₂为与系统惯量和负荷频率调节效应相关的系数；M_eq为系统等效惯量，D_L为负荷频率调节效应系数；P_u、P_loss、ΔP_w、ΔP_G、P_e、P_u,p分别为系统总不平衡功率、系统故障损失功率、风电机组有功增量、常规机组有功增量、储能系统有功和系统侧不平衡功率；Δf^t为t时刻的频率偏差，为t时刻的前一时刻的频率偏差、系统总不平衡功率、常规机组有功增量、风电机组有功增量、储能系统有功不平衡率、系统侧不平衡功率。

通过动态频率数值仿真获得频率变化曲线，进而得到系统频率最大偏差和稳态偏差：