[发明专利]一种基于混合储能的孤岛微电网电压频率控制方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于混合储能的孤岛微电网电压频率控制方法和系统，混合储能系统包括铅酸电池子储能系统、锂电池子储能系统和协调控制系统，该方法在微电网孤岛运行过程中，锂电池子储能始终采用恒频恒压控制，铅酸电池子储能系统采用定功率控制，功率指令由协调控制系统下达；协调控制系统实时跟踪负荷曲线和光伏出力曲线，首先利用功率平衡原理得到混合储能系统出力曲线，接着采用低通滤波器对混合储能系统出力值进行滤波，保留其低频分量作为铅酸电池储能的控制指令值，最后采用最大充放电功率限制保护，防止电池运行在最大充放电功率限制之外，本发明可降低系统对锂电池储能容量和出力的需求，使系统运行更具稳定性和经济性。

技术领域

本发明涉及一种基于混合储能的孤岛微电网电压频率控制方法和系统，属于电力系统控制技术领域。

背景技术

随着储能技术的日渐成熟，电池储能输出的稳定性和灵活性使其成为微电网黑启动的首要之选。微电网也由传统的抗干扰性和负荷跟踪特性较好的微型燃气轮机、柴油发电机等黑启动电源向电池储能系统等分布式电源过渡。

单一储能系统存在的性能单一和适用性低等不足，不利于储能容量和经济性的优化配置。考虑这一问题，混合储能系统的概念被提出，其通过多类型储能相结合的方式来提高储能系统的性能和适用性。通过发挥各储能的自身优势来提升系统的整体性能和经济性，混合储能系统相比单一储能介质具有更加显著的性能优势，发展大容量混合储能技术十分必要。微电网在孤岛运行过程中，单一锂电池配置容量不足会带来的黑启动失败和系统的失稳，因此亟需一种孤岛微电网混合储能协调的电压频率控制方法和系统。

发明内容

目的：本发明针对微电网在孤岛运行过程中单一锂电池配置容量不足会带来的黑启动失败和系统失稳的问题，提出了一种基于混合储能的孤岛微电网电压频率控制方法和系统，该方法既可以提高系统运行的稳定性，也可以提高系统运行的经济性。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明公开了一种孤岛微电网混合储能协调的电压频率控制方法，包括步骤：一种基于混合储能的孤岛微电网电压频率控制方法，

通过孤岛微电网中新能源发电系统出力、负荷功率计算混合储能系统的实时出力值；

通过混合储能系统的充放电功率计算铅酸子储能系统的功率指令，将功率指令发送给铅酸电池储能子系统变流器；

铅酸电池储能子系统变流器接收到功率指令后进行就地控制，锂电池子储能系统变流器进行就地控制，实现微电网的电压频率控制。

进一步的，所述混合储能系统的实时出力值计算过程为：

以微电网系统功率平衡为基本原则，通过对实时采集的新能源发电系统出力P_PV(t)和负荷功率P_Load(t)进行计算，得到混合储能系统的实时出力值P_HESS(t)：

P_HESS(t)＝P_PV(t)-P_Load(t)

进一步的，所述铅酸子储能系统的功率指令计算过程为：

采用一阶低通滤波器对混合储能系统的实时出力值P_HESS(t)进行滤波，得到其低频分量P_Pb(t)作为铅酸子储能系统的功率指令值：

式中，P_HESS(s)为频域中混合储能系统的功率，P_HESS(s)为频域中混合储能系统的实时出力值；P_Pb(s)为频域中铅酸储能系统的功率指令值，s为微分算子；T为滤波时间常数；