一种大容量储能电站的平滑控制系统及方法与流程

本发明涉及储能电站控制，尤其是指一种大容量储能电站的平滑控制系统及方法。

背景技术：

1、目前大多的储能电站控制系统采用的方式多为下垂控制与虚拟惯量控制，综合惯量控制策略的核心思想是模拟同步机的频率响应特性，其中下垂控制模拟的是同步机的一次调频特性，虚拟惯量控制模拟的是同步机的惯量响应特性。在实际控制过程中通常需要预先给定储能装置的传递函数结构，控制策略限定在传递函数结构的框架内，无疑大大缩减了优化空间，控制系统控制储能电站的充放电过程不能进行稳定调整，无法提供对电网的调节和对电网的稳定支持。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中储能电站控制系统的控制策略限定在传递函数结构的框架内，无疑大大缩减了优化空间，控制系统控制储能电站的充放电过程不能进行稳定调整，无法提供对电网的调节和对电网的稳定支持缺点，提供一种大容量储能电站的平滑控制系统及方法。

2、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

3、一种大容量储能电站的平滑控制方法，包括以下步骤：

4、建立期望的电源综合调频传递函数g′(s)；

5、根据电源综合调频传递函数g′(s)求出调频传递函数g(s)；

6、所述的电源综合调频传递函数g′(s)中包含同步机与储能共同作用下的时延系数，控制同步机与储能共同作用下的时延系数小于设定的常数，此时系统功率扰动下的频率动态曲线将不会存在超调量，频率的最大偏差和稳态偏差相同。

7、作为优选，所述的期望的电源综合调频传递函数g′(s)为：

8、

9、其中，gg(s)表示同步机一次调频传递函数，kg′和tg′分别表示同步机与储能共同作用下的等效比例系数和时延系数；kg′对应传统机组的调差率，影响稳态频差，在电网中根据系统要求进行设置。

10、作为优选，作为优选，所述的gg(s)是由同步机调速器与原动机的物理特性决定，gg(s)＝kg/(1+tgs)，其中kg和tg分别表示同步机的等效比例系数和时延系数。

11、作为优选，通过电源综合调频传递函数g′(s)得出功率阶跃扰动δp下的系统频率动态曲线的laplace变换为：

12、

13、其中，ksys＝kg'+kl。

14、一种大容量储能电站的平滑控制系统，包括：

15、处理器，用于处理并控制系统的运行；

16、储能电池管理模块，用于管理储能电池；

17、充放电控制模块，用于控制储能电池的充放电；

18、能量管理模块，用于设定目标传递函数管理储能电池；

19、功率控制模块，用于控制储能电池的功率；

20、系统诊断模块，用于监测和诊断系统的故障；

21、调频函数设计模块，用于设计综合调频目标传递函数对单元进行一次调频；

22、储能控制模块，用于通过目标传递函数实现控制；

23、系统在运行时执行一种大容量储能电站的平滑控制方法。

24、作为优选，所述的储能电池管理模块包括：

25、电池状态监测单元，用于负责实时监测和记录储能电池组的参数；

26、电池均衡控制单元，用于对电池组中的各个电池单体进行均衡控制；

27、电池保护单元，用于保护储能电池组的安全运行；

28、数据处理与通信单元，用于将收集到的数据进行处理和分析。

29、作为优选，所述的充放电控制模块包括：

30、充电机单元，用于对储能电池组进行充电；

31、逆变器单元，用于将储能电池组的直流电能转换为交流电能，并将其注入电网或供给用户设备。

32、作为优选，所述的功率控制模块包括：

33、下垂控制单元，用于模拟同步机的一次调频特性，以实现储能电站对电网频率的响应和支撑；虚拟惯量控制单元，用于模拟同步机的惯性特性，以提供额外的频率支撑和稳定性。

34、作为优选，所述的系统诊断模块包括：

35、监测单元，用于实时监测储能电站的运行状态和性能参数；

36、故障诊断单元，用于对储能电站的故障进行检测和诊断，以及提供相应的故障处理策略。。

37、本发明的有益效果是：本发明通过充分利用储能功率控制快速灵活、可塑性强的优点，基于补偿的思想提出一种快速响应储能参与一次调频的控制策略，称为目标传递函数实现控制。相比现有的下垂控制与虚拟惯量控制，目标传递函数实现控制并没有预先给定储能装置的传递函数结构，而是基于期望实现的频率动态曲线来设计系统综合调频过程的传递函数，基于总的传递函数推导储能应具有的传递函数，并通过优化参数降低对储能容量的要求。

技术特征：

1.一种大容量储能电站的平滑控制方法，其特征是，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种大容量储能电站的平滑控制方法，其特征是，所述的期望的电源综合调频传递函数g′(s)为：

3.根据权利要求2所述的一种大容量储能电站的平滑控制方法，其特征是，所述的gg(s)是由同步机调速器与原动机的物理特性决定，gg(s)＝kg/(1+tgs)，其中kg和tg分别表示同步机的等效比例系数和时延系数。

4.根据权利要求2所述的一种大容量储能电站的平滑控制方法，其特征是，通过电源综合调频传递函数g′(s)得出功率阶跃扰动δp下的系统频率动态曲线的laplace变换为：

5.一种大容量储能电站的平滑控制系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种大容量储能电站的平滑控制系统，其特征是，所述的储能电池管理模块包括：

7.根据权利要求5所述的一种大容量储能电站的平滑控制系统，其特征是，所述的充放电控制模块包括：

8.根据权利要求5所述的一种大容量储能电站的平滑控制系统，其特征是，所述的功率控制模块包括：

9.根据权利要求5所述的一种大容量储能电站的平滑控制系统，其特征是，所述的系统诊断模块包括：

技术总结本发明公开了一种大容量储能电站的平滑控制系统及方法，系统包括：处理器，用于处理并控制系统的运行；储能电池管理模块，用于管理储能电池；充放电控制模块，用于控制储能电池的充放电；能量管理模块，用于设定目标传递函数管理储能电池；功率控制模块，用于控制储能电池的功率；系统诊断模块，用于监测和诊断系统的故障；调频函数设计模块，用于设计综合调频目标传递函数对单元进行一次调频；储能控制模块，用于通过目标传递函数实现控制。通过基于期望实现的频率动态曲线来设计系统综合调频过程的传递函数，基于总的传递函数推导储能应具有的传递函数，并通过优化参数降低对储能容量的要求。技术研发人员：侯健生,黄健,季克勤,王赢聪,金坚锋,姚越,郑庆,邱璐,郑琳,费咏攀,刘国坚受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司金华供电公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29