本發(fā)明屬于新能源并網(wǎng)控制，尤其涉及一種儲能系統(tǒng)配置方法、系統(tǒng)、存儲介質(zhì)和設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源發(fā)電比重的持續(xù)增長，電力系統(tǒng)中不平衡功率的出現(xiàn)愈發(fā)頻繁，造成慣性和調(diào)頻容量不足的問題日益顯著。在這一背景下，儲能系統(tǒng)有望在供給側(cè)改革中發(fā)揮關(guān)鍵作用，以應(yīng)對新能源并網(wǎng)帶來的有功波動和頻率挑戰(zhàn)。以美國的夏威夷州和加利福尼亞州為例，這些地區(qū)已建立大規(guī)模電池儲能站，以提升供電質(zhì)量。隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，儲能裝置能夠在換流器的控制下實(shí)現(xiàn)功率的靈活輸出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)頻率的精確調(diào)節(jié)。

2、當(dāng)前，儲能在不同時間尺度下頻率支撐工作的有效性與可行性已經(jīng)得到充分論證。為應(yīng)對不同環(huán)境下的工作需求，相關(guān)學(xué)者提出了多種儲能并網(wǎng)換流器的控制及改進(jìn)策略，主要?dú)w納為虛擬同步機(jī)控制和下垂控制兩大類。此外，考慮到儲能調(diào)頻的經(jīng)濟(jì)性與可靠性，也有學(xué)者以儲能系統(tǒng)的參數(shù)配置作為研究對象。

3、但當(dāng)前對于儲能系統(tǒng)及其控制技術(shù)的研究還存在以下難點(diǎn)：

4、一是虛擬同步機(jī)控制方法相對復(fù)雜、階數(shù)高，控制參數(shù)間耦合作用明顯；二是傳統(tǒng)下垂控制只能搭建正比例的輸入輸出關(guān)系，若同時考慮多項(xiàng)支撐需求，則需要多個輸入窗口，復(fù)雜程度提高；三是發(fā)電機(jī)組與儲能系統(tǒng)之間、各發(fā)電機(jī)組之間在系統(tǒng)的頻率支撐工作中同步性較差，系統(tǒng)暫態(tài)頻率容易越限；四是動態(tài)頻率的分散性會導(dǎo)致儲能系統(tǒng)暫態(tài)出力受到安裝位置的影響，傳統(tǒng)控制方案下儲能系統(tǒng)的暫態(tài)過程可控性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種儲能系統(tǒng)配置方法、系統(tǒng)、存儲介質(zhì)和設(shè)備，基于電力系統(tǒng)參數(shù)，確定儲能系統(tǒng)配置參數(shù)，搭建基于衰減函數(shù)控制儲能出力的儲能換流器控制策略，可以實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)輸出功率的自動調(diào)節(jié)，改善系統(tǒng)暫態(tài)頻率越限情況，提高儲能系統(tǒng)的暫態(tài)出力的可控性。

2、本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、根據(jù)電力系統(tǒng)參數(shù)，確定儲能系統(tǒng)配置參數(shù)，包括：確定儲能系統(tǒng)需要配置的儲能調(diào)頻系數(shù)、有功功率及能量；

4、所述確定儲能系統(tǒng)需要配置的儲能調(diào)頻系數(shù)，包括：計算所述電力系統(tǒng)的最大功率波動調(diào)頻系數(shù)、同步機(jī)組調(diào)頻系數(shù)及暫態(tài)衰減調(diào)頻系數(shù)；

5、基于所述儲能系統(tǒng)配置參數(shù)及已知的運(yùn)行數(shù)據(jù)，搭建儲能換流器控制策略。

6、可選的，

7、所述根據(jù)電力系統(tǒng)參數(shù)，確定儲能系統(tǒng)配置參數(shù)，包括：

8、根據(jù)電力系統(tǒng)參數(shù)，確定儲能系統(tǒng)需要配置的儲能調(diào)頻系數(shù)；

9、根據(jù)所述儲能調(diào)頻系數(shù)，計算獲取所述儲能系統(tǒng)配置的有功功率；

10、基于所述有功功率，確定儲能系統(tǒng)配置的能量。

11、可選的，

12、所述根據(jù)電力系統(tǒng)參數(shù)，確定儲能系統(tǒng)需要配置的儲能調(diào)頻系數(shù)，包括：

13、計算電力系統(tǒng)產(chǎn)生最大功率波動后在滿足穩(wěn)態(tài)頻率偏差要求下所需具備的最大功率波動調(diào)頻系數(shù)；

14、計算所述電力系統(tǒng)中同步機(jī)組調(diào)頻系數(shù)；

15、基于所述電力系統(tǒng)暫態(tài)頻率需求及自然對數(shù)指數(shù)衰減函數(shù)，為所述電力系統(tǒng)補(bǔ)充以時間為變量衰減的暫態(tài)衰減調(diào)頻系數(shù)；

16、根據(jù)所述最大功率波動調(diào)頻系數(shù)、同步機(jī)組調(diào)頻系數(shù)及暫態(tài)衰減調(diào)頻系數(shù)，計算獲取儲能系統(tǒng)需要配置的儲能調(diào)頻系數(shù)。

17、可選的，

18、所述基于所述儲能系統(tǒng)配置參數(shù)及已知的運(yùn)行數(shù)據(jù)，搭建儲能換流器控制策略，包括：

19、搭建外環(huán)控制策略，根據(jù)儲能系統(tǒng)的配置參數(shù)及運(yùn)行數(shù)據(jù)，計算并輸出儲能逆變電源輸出側(cè)的d軸和q軸電流的參考值；

20、搭建內(nèi)環(huán)控制策略，根據(jù)所述儲能逆變電源輸出側(cè)的d軸電流的參考值及q軸電流的參考值，獲取儲能逆變電源電壓的d軸與q軸分量參考值。

21、可選的，

22、所述搭建外環(huán)控制策略，根據(jù)儲能系統(tǒng)的配置參數(shù)及運(yùn)行數(shù)據(jù)，計算并輸出儲能逆變電源輸出側(cè)的d軸和q軸電流的參考值，包括：

23、搭建有功環(huán)，通過調(diào)節(jié)儲能逆變電源輸出側(cè)的d軸電流響應(yīng)所述電力系統(tǒng)頻率變化，獲取所述儲能逆變電源輸出側(cè)的d軸電流的參考值；

24、搭建無功環(huán)，通過調(diào)節(jié)儲能逆變電源輸出側(cè)的q軸電流維持所述電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，獲取所述儲能逆變電源輸出側(cè)的q軸電流的參考值。

25、可選的，

26、所述基于所述電力系統(tǒng)暫態(tài)頻率需求及自然對數(shù)指數(shù)衰減函數(shù)，為所述電力系統(tǒng)補(bǔ)充以時間為變量衰減的暫態(tài)衰減調(diào)頻系數(shù)為：

27、

28、其中， kt為暫態(tài)衰減調(diào)頻系數(shù)； e為自然對數(shù)； t為時間； β為衰減系數(shù)；n為一次調(diào)頻穩(wěn)態(tài)輸出時間大于設(shè)定要求時間的機(jī)組加和。

29、可選的，

30、所述方法還包括：

31、采用并網(wǎng)逆變器作為儲能換流器。

32、本發(fā)明還提供了一種儲能系統(tǒng)配置系統(tǒng)，用于實(shí)施前述的方法，所述系統(tǒng)包括：

33、參數(shù)配置模塊，用于根據(jù)電力系統(tǒng)參數(shù)，確定儲能系統(tǒng)配置參數(shù)，包括：確定儲能系統(tǒng)需要配置的儲能調(diào)頻系數(shù)、有功功率及能量；

34、調(diào)頻系數(shù)模塊，用于計算所述電力系統(tǒng)的最大功率波動調(diào)頻系數(shù)、同步機(jī)組調(diào)頻系數(shù)及暫態(tài)衰減調(diào)頻系數(shù)；

35、控制策略模塊，用于基于所述儲能系統(tǒng)配置參數(shù)及已知的運(yùn)行數(shù)據(jù)，搭建儲能換流器控制策略。

36、可選的，

37、所述參數(shù)配置模塊還被配置用于：

38、根據(jù)電力系統(tǒng)參數(shù)，確定儲能系統(tǒng)需要配置的儲能調(diào)頻系數(shù)；

39、根據(jù)所述儲能調(diào)頻系數(shù)，計算獲取所述儲能系統(tǒng)配置的有功功率；

40、基于所述有功功率，確定儲能系統(tǒng)配置的能量。

41、可選的，

42、所述參數(shù)配置模塊還被配置用于：

43、計算電力系統(tǒng)產(chǎn)生最大功率波動后在滿足穩(wěn)態(tài)頻率偏差要求下所需具備的最大功率波動調(diào)頻系數(shù)；

44、計算所述電力系統(tǒng)中同步機(jī)組調(diào)頻系數(shù)；

45、基于所述電力系統(tǒng)暫態(tài)頻率需求及自然對數(shù)指數(shù)衰減函數(shù)，為所述電力系統(tǒng)補(bǔ)充以時間為變量衰減的暫態(tài)衰減調(diào)頻系數(shù)；

46、根據(jù)所述最大功率波動調(diào)頻系數(shù)、同步機(jī)組調(diào)頻系數(shù)及暫態(tài)衰減調(diào)頻系數(shù)，計算獲取儲能系統(tǒng)需要配置的儲能調(diào)頻系數(shù)。

47、可選的，

48、所述控制策略模塊還被配置用于：

49、搭建外環(huán)控制策略，根據(jù)儲能系統(tǒng)的配置參數(shù)及運(yùn)行數(shù)據(jù)，計算并輸出儲能逆變電源輸出側(cè)的d軸和q軸電流的參考值；

50、搭建內(nèi)環(huán)控制策略，根據(jù)所述儲能逆變電源輸出側(cè)的d軸電流的參考值及q軸電流的參考值，獲取儲能逆變電源電壓的d軸與q軸分量參考值。

51、可選的，

52、所述控制策略模塊還被配置用于：

53、搭建有功環(huán)，通過調(diào)節(jié)儲能逆變電源輸出側(cè)的d軸電流響應(yīng)所述電力系統(tǒng)頻率變化，獲取所述儲能逆變電源輸出側(cè)的d軸電流的參考值；

54、搭建無功環(huán)，通過調(diào)節(jié)儲能逆變電源輸出側(cè)的q軸電流維持所述電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，獲取所述儲能逆變電源輸出側(cè)的q軸電流的參考值。

55、可選的，

56、所述基于所述電力系統(tǒng)暫態(tài)頻率需求及自然對數(shù)指數(shù)衰減函數(shù)，為所述電力系統(tǒng)補(bǔ)充以時間為變量衰減的暫態(tài)衰減調(diào)頻系數(shù)為：

57、

58、其中， kt為暫態(tài)衰減調(diào)頻系數(shù)； e為自然對數(shù)； t為時間； β為衰減系數(shù)；n為一次調(diào)頻穩(wěn)態(tài)輸出時間大于設(shè)定要求時間的機(jī)組加和。

59、可選的，

60、所述系統(tǒng)還被配置用于：

61、采用并網(wǎng)逆變器作為儲能換流器。

62、本發(fā)明還提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，存儲有一個或者多個程序，當(dāng)該一個或者多個程序被執(zhí)行時，可以實(shí)現(xiàn)前述的儲能系統(tǒng)配置方法。

63、本發(fā)明還提供了一種設(shè)備，包括處理器、通信接口、計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)和通信總線；其中，處理器、通信接口、計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)通過通信總線相互間的通信；

64、所述處理器用于執(zhí)行計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中所存儲的程序。

65、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

66、1、本發(fā)明提出的儲能系統(tǒng)配置方法，基于電力系統(tǒng)參數(shù)，確定儲能系統(tǒng)配置參數(shù)，搭建基于衰減函數(shù)控制儲能出力的儲能換流器控制策略，可以實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)輸出功率的自動調(diào)節(jié)，改善了系統(tǒng)暫態(tài)頻率越限情況，提高了儲能系統(tǒng)的暫態(tài)出力的可控性。

67、2、基于電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、同步機(jī)組的調(diào)頻系數(shù)以及調(diào)速器響應(yīng)特性，確定儲能系統(tǒng)的配置容量，考慮了發(fā)電機(jī)組與儲能系統(tǒng)之間、各發(fā)電機(jī)組之間在系統(tǒng)的頻率支撐工作中同步性較差的問題，規(guī)避了系統(tǒng)中動態(tài)頻率分散性的影響；通過補(bǔ)充以時間為變量衰減的暫態(tài)衰減調(diào)頻系數(shù)，對儲能系統(tǒng)的虛擬調(diào)頻系數(shù)進(jìn)行改變，減小了電力系統(tǒng)產(chǎn)生功率波動后的穩(wěn)態(tài)頻率偏差以及頻率越限幅度，解決了系統(tǒng)調(diào)頻過程中暫態(tài)頻率越限的問題。

68、3、通過對傳統(tǒng)下垂控制策略的改進(jìn)，構(gòu)建了一種基于衰減函數(shù)控制儲能出力的換流器控制策略，搭建的并網(wǎng)控制結(jié)構(gòu)簡單明確、易于實(shí)現(xiàn)，減少了采集量的輸入窗口，解決了傳統(tǒng)下垂控制方案中只能搭建正比例的輸入輸出關(guān)系的問題，簡化了控制結(jié)構(gòu)設(shè)計，在保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率偏差需求的同時解決了傳統(tǒng)虛擬同步機(jī)控制方法復(fù)雜、階數(shù)高，控制參數(shù)間耦合作用明顯的問題。

69、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。