[发明专利]一种基于储能的光伏电站主动频率控制方法

说明书

本发明公开了一种基于储能的光伏电站主动频率控制方法，其步骤包括：1、将电网频率和储能当前的荷电状态上传至控制单元，2、控制单元根据电网频率判断电网频率越限情况，根据储能电池当前的荷电状态判断所述储能电池是否具备调频能力，3、控制单元根据电网频率计算储能电池的充电功率或者放电功率，4、控制单元根据电网频率越限信息及储能电池调频能力控制储能电池进行充电或者放电，5、调频至电网频率正常后，根据储能电池当前的荷电状态，令储能电池恢复到待机区。本发明能在保证光伏始终工作在MPPT的情况下，储能通过从光伏侧充电或者放电至光伏逆变器侧调节输入到电网的功率，从而能实现光伏主动参与调频。

技术领域

本发明涉及光储联合系统控制策略领域，特别涉及一种基于储能的光伏电站主动频率控制方法。

背景技术

随着高比例光伏发电代替传统能源发电，电力系统的调频能力被削弱，导致电网运行不确定性和风险加大。

增加调频电源是提升系统调频能力的有效措施。对此，目前的研究主要分为三个方面。第一种方法是增加储能配置，由储能单元作为调频电源，这种方法中，储能单元对电网频率的支撑效果良好，但储能单元在调频死区内只能以电网作为充电电源，因而成本较高，难以推广应用。第二种方法采用降光伏出力的方式(即光伏单元不运行在MPPT处)，在系统频率不足时，增加光伏的出力来支撑电网频率。这种调频方式在技术上面能够实现，但限制了新能源的出力，经济性差。而且，由于光伏出力具有波动性和随机性，不能提供稳定的调频功率。第三种方法是在光伏发电密集的地方，配备一定容量的储能，以平抑光伏出力的波动性，减少对系统频率的影响。然而，这种平抑光伏出力的储能虽然有利于减少对系统频率的影响，但在光伏出力波动性较强时，储能需要不停的进行充放电，对储能电池损害较大；并且，在频率波动时，系统也只能通过改变光伏输出进行调频，同样限制了新能源的出力，且调频经济性较低。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足之处，提供一种基于储能的光伏电站主动频率控制方法，以期能在光伏始终工作在MPPT的情况下，储能通过从光伏侧充电或者放电至光伏逆变器侧调节输入到电网的功率，从而能实现光伏主动参与调频。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明一种基于储能的光伏电站主动频率控制方法的特点是应用于一个控制单元和n个能量单元所构成控制系统中，任意一个能量单元由储能电池及储能双向DC/DC变换控制器构成，且所述储能电池经过所述储能双向DC/DC变换控制器与光伏电池并联后连接在光伏逆变器的直流侧，所述光伏逆变器的交流侧经过变压器接入电网；所述光伏电站主动频率控制方法是按如下步骤进行：

步骤1、利用所述光伏逆变器监测电网频率f，并得到频率偏差Δf＝f-f_N，根据所述频率偏差Δf与预置调频死区[Δf_min,Δf_max]获得电网频率信息并上传至控制单元；其中，Δf_min表示电网频率f允许向下偏移的最大值，Δf_max表示电网频率f允许向上偏移的最大值，f_N表示电网额定频率；

步骤2、对所述储能电池设置荷电状态，并由所述储能电池将当前的荷电状态上传至控制单元；

步骤2.1、设置荷电状态的调频区上限为SOC_max，调频区下限为SOC_min，当荷电状态超出所述调频区上限SOC_max或调频区下限SOC_min时，表示所述储能电池处于禁用区，即既不充电也不放电；

步骤2.2、设置荷电状态的待机区上限为SOC_high，待机区下限为SOC_low，且SOC_max＞SOC_high＞SOC_low＞SOC_min；