[发明专利]基于动态分组技术的集中式电池储能电站调频控制策略

说明书

本发明公开了基于动态分组技术的集中式电池储能电站调频控制策略。它包括以下步骤：构建动态分组技术的评价指标体系，并设计自适应天牛须算法的适应度函数；构建自适应天牛须优化算法的自适应步长公式；应用自适应天牛须算法，优化动态分组技术的强制更新阈值；确定动态分组技术的自动更新周期；对电池单元进行分组，应用动态分组技术确定储能电站中三个电池组的调频功率指令，进而确定每个电池单元的调频指令，并使电池单元响应。本发明使用自适应天牛须优化算法搜索强制更新阈值，降低了响应结束后电池单元的荷电状态极差，提升了下一调度时段储能电站的可调度潜力；降低了储能系统的动作次数，提高了其运行的经济性。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种集中式电池储能电站调频控制策略。

技术背景

截至2020年底，中国已投运储能项目累计装机规模35.6GW，占全球市场总规模的18.6％，同比增长9.8％，涨幅比2019年同期增长6.2个百分点。同时，风电、光伏等可再生能源大规模并网，其间歇性与不确定性的出力特性给电力系统的频率调节带来了极大地压力。

锂离子电池由于具有容量大、工作电压高、允许工作温度范围宽、循环使用寿命长等优点，被广泛的应用于电力系统调频。同时集中式储能电站由于集中布局、可控性强和调频效果好等优点被广泛应用。但是电池储能系统如果不采用合理的控制策略，会导致电池单元无规则动作，同时不利于完成调频任务。动态分组技术的出现明显降低了集中式电池储能电站电池单元的动作次数。为降低储能单元的动作次数的同时，提升储能单元的可调度潜力，需要设计合理的储能控制策略进一步提升动态分组技术工作效果。

发明内容

本发明的目的在于降低储能系统的动作次数，提高了其运行的经济性；同时降低响应结束后电池单元的荷电状态极差，提升了下一调度时段储能电站的可调度潜力。本发明提供了一种集中式电池储能电站调频控制策略，该策略设计了动态分组的评价指标，并在该评价指标的基础上应用自适应天牛须优化算法获得强制更新阈值，最后通过仿真验证了该策略的有效性。

本发明采用技术方案：基于动态分组技术的集中式电池储能电站调频控制策略，包括以下步骤：

(1)构建动态分组技术的评价指标体系，并依照此评价指标体系设计适应度函数；

(2)确定天牛须搜索算法的自适应步长；

(3)结合本发明设计的适应度函数，应用自适应天牛须搜索算法确定动态分组技术的强制更新阈值w；

(4)根据AGC更新周期，确定动态分组技术的自动更新周期；

(5)将集中式电池储能电站中电池单元分成为3个电池组，根据动态分组技术确定3个电池组的调频功率指令，进而确定每个电池单元的调频指令，并使电池单元响应各自指令，完成调频任务。

所述步骤(1)中，构建动态分组技术的评价指标体系及适应度函数的步骤如下：

1)构建评价指标体系由4部分构成，即储能电站出力与AGC指令差值的标准差、电池单元荷电状态极差平均值、响应结束时刻电池单元荷电状态极差和强制更新次数，其中，强制更新次数用于表征由于电池单元荷电状态极差大于设定强制更新阈值导致的动态分组次数增加量X；

2)依照此评价指标体系确定适应度函数：