[发明专利]一种基于电池储能电源的电网一次调频控制方法及其系统

权利要求书

1.一种基于电池储能电源的电网一次调频控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：实时监测电网频率，并实时计算相较于电网频率额定值的电网频率偏差绝对值，并判断电网频率偏差绝对值是否大于或等于预设的电网频率稳定阈值；

其中，若大于或等于预设的电网频率稳定阈值，则进行调频处理，执行步骤S2；否则，重复步骤S1；

从第一次监测到电网频率偏差绝对值大于或等于电网频率稳定阈值直至监测到电网频率偏差绝对值等于稳态频率偏差值的时间为一次调频周期；

S2：计算当前时刻电网频率偏差变化率，并基于电网频率偏差以及所述电网频率偏差变化率与预设扰动阈值计算储能电源出力；

在所述一次调频周期内基于实时计算的电网频率偏差以及频率偏差变化率实时调节储能电源出力，当前时刻电网频率偏差值大于0时，所述储能电源充电，小于0时，所述储能电源放电；

所述电网频率偏差变化率绝对值大于或等于预设扰动阈值时，储能电源出力定义为△P_step，计算公式如下：

式中，M_E、K_E分别表示储能电池的虚拟惯性系数和虚拟单位调节系数；a₁、a₂分别表示虚拟惯性模式和虚拟下垂模式的分配比例系数，f_i、f_i-1、f₀分别表示当前时刻的电网频率、前一采样时刻的电网频率和电网频率的额定值，Δt表示相邻电网频率采样时刻的时间差；

所述电网频率偏差变化率绝对值小于预设扰动阈值时，储能电源出力定义为△P_continue，计算公式如下：

ΔP_continue＝K_E·(f_i-f₀)

其中，虚拟惯性模式和虚拟下垂模式的分配比例系a₁、a₂的获取方式如下：

当前时刻电网频率低于电网频率额定值且当前时刻电网频率偏差变化率小于0，分配比例系a₁、a₂的计算公式如下：

当前时刻电网频率高于电网频率额定值且当前时刻电网频率偏差变化率大于0，分配比例系a₁、a₂为：

当前时刻电网频率低于电网频率额定值且当前时刻电网频率偏差变化率小于0或者当前时刻电网频率高于电网频率额定值且当前时刻电网频率偏差变化率大于于0，分配比例系a₁、a₂的计算公式如下：

式中，Δf_i表示当前时刻电网频率偏差，△f_max表示当前一次调频周期内最大频率偏差值，△f_low为预设的电网频率稳定阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S2中系数K_E的计算公式如下：

式中，表示储能电源放电时的虚拟单位调节系数K_E，表示储能电源充电时的虚拟单位调节系数K_E，K_max表示储能电源的虚拟单位调节系数的最大值；SOC(i)表示i时刻储能电源的荷电状态；SOC_initial表示储能电源的初始荷电状态；SOC_max和SOC_min分别表示储能电源的最大荷电状态和最小荷电状态，n为灵敏度系数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述灵敏度系数是当储能电源达到最大荷电状态和最小荷电状态时，虚拟单位调节系数对SOC的灵敏度为零计算出的，计算公式如下：

其中，K_ndis、K_nch分别表示储能电源放电时、充电时的虚拟单元调节系数对SOC的灵敏度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：储能电源的初始荷电状态SOC_initial的取值为0.5。