[发明专利]一种配电网侧规模化储能参与调频的双层控制方法

权利要求书

1.一种配电网侧规模化储能参与调频的双层控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：采集电网自动发电控制系统的调频系统模型数据、火电机组模型数据和电池储能模型数据；

步骤2：上层控制：以调频电源的调频成本最小化为目标建立二次规划问题并求解，进行火电机组和电池储能的调频指令优化分配，并将调频指令的最优化分配结果作为各调频电源的指令参考值；

步骤3：下层控制：根据系统的频率偏差和步骤2得到的各调频电源的指令参考值建立系统状态空间模型，基于模型预测控制以频率偏差和偏离指令参考值最小化为目标优化指标函数，得到控制序列，然后将控制序列中的第一个时段的控制变量作用于各个调频电源，作为各调频电源的二次调频实际指令，完成一次调频；

步骤4：根据步骤1采集到的模型数据，以及步骤3得到的各调频电源的二次调频实际指令，得到当前k时刻按照区域控制误差ACE信号分配的系统调频信号ACE_k(s)和按照区域调节需求ARR信号分配的系统调频信号ARR_k(s)，公式如下：

单位负荷扰动时基于ACE信号分配的系统调频信号ACE_k(s)为：

式中：M、D为系统转动惯量和负荷阻尼系数；G_g(s)为火电机组的传递函数表达式；F_HP为再热器的增益；T_RH、T_G、T_CH分别为再热器时间常数、调速器时间常数和汽轮机时间常数；G_bi(s)为第i个电池储能的传递函数表达式；T_Pi为电池储能变流器时间常数；K_G、K_I、B分别为火电机组一次调频调差系数、积分控制器系数和系统频率偏差系数；P_gs,k(s)、P_bi,k(s)分别为火电机组和第i个电池储能承担的二次调频实际指令；s表示拉普拉斯算子；

单位负荷扰动时基于ARR信号分配的系统调频信号ARR_k(s)为：

计算S_T,k＝ARR_k(s)-ACE_k(s)；若S_T,k＜0，将ACE_k(s)作为系统调频信号，否则，将ARR_k(s)作为系统调频信号，返回步骤2，直至调频结束；

计算调频信号分配模式切换时机判据S_T,k＝ARR_k(s)-ACE_k(s)，若S_T,k＜0，将ACE_k(s)作为系统调频信号，否则，将ARR_k(s)作为系统调频信号，返回步骤2，直至调频结束。

2.根据权利要求1所述的配电网侧规模化储能参与调频的双层控制方法，其特征在于，所述的步骤1所述的调频系统模型数据包括系统转动惯量、负荷阻尼系数、一次调频调差系数、积分控制器系数和系统频率偏差系数；所述的火电机组模型数据包括再热器增益、再热器时间常数、调速器时间常数和汽轮机时间常数；所述的电池储能模型数据包括变流器时间常数。