[发明专利]一种储能电站的有功-无功协同控制方法

权利要求书

1.一种储能电站的有功-无功协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.从电网获取电池储能系统接入变电站的负荷功率P、接入母线电压U，以及电池储能系统的荷电状态SOC_battery，数据采样周期为T；

S2.根据步骤S1获取的电压U和负荷功率P，建立U和P的九区图，判定该储能电站所处的状态及区域；具体为采用如下步骤判定该储能电站所处的状态及区域；

1)当0≤U＜U_L0，0≤P＜P_L0时，判定电网工况处于区域1：该区域中储能系统的输出功率和电压都偏低；

2)当U_L0≤U＜U_H0，0≤P＜P_L0时，判定电网工况处于区域2：该区域中储能系统的电压处于最佳状态，而电站的输出功率偏低；

3)当U_H0≤U，0≤P＜P_L0时，判定电网工况处于区域3：该区域中储能系统的电压处于偏高的状态，而电站的输出功率偏低；

4)当U_H0≤U，P_L0≤P＜P_H0时，判定电网工况处于区域4：该区域中储能系统的电压处于偏高的状态，而电站的输出功率处于最佳状态；

5)当U_H0≤U，P_H0≤P时，判定电网工况处于区域5：该区域中储能系统的电压处于偏高的状态，而电站的输出功率也处于偏高状态，即接近满功率状态；

6)当U_L0≤U＜U_H0，P_H0≤P时，判定电网工况处于区域6：该区域中储能系统的电压处于较适宜的状态，而电站的输出功率也处于偏高状态，即接近满功率状态；

7)当0≤U＜U_L0，P_H0≤P时，判定电网工况处于区域7：该区域中储能系统的电压处于偏低的状态，而电站的输出功率也处于偏高状态，即接近满功率状态；

8)当0≤U＜U_L0，P_L0≤P＜P_H0时，判定电网工况处于区域8：该区域中储能系统的电压处于偏低的状态，而电站的输出功率处较适宜状态；

9)当U_L0≤U＜U_H0，P_L0≤P＜P_H0时，判定电网工况处于区域9：该区域中储能系统的电压处较适宜状态，而电站的输出功率也处较适宜状态，在该状态下，储能电站的调节裕度和调节状态也是最佳的；

S3.根据步骤S2中判断的电网状态，对储能系统的有功-无功功率的输出协调控制策略进行调整和切换，实现储能出力有功功率出力值P_battery和无功功率出力值Q_battery的确定；所述储能出力的有功功率出力值P_battery和无功功率出力值Q_battery的确定，具体为：

根据电池储能系统的自身荷电状态SOC_battery，判断储能的状态：

设定其控制策略中有功功率和无功功率的出力上下限，有功功率上限为P_max、有功功率下限为P_min；无功功率上限为Q_max、无功功率下限为Q_min，并对储能自身状态进行自恢复，利用PCS逆变器控制其充放电，以实现储能系统设备状态的最佳性能保持：

1)0≤SOC_battery＜SOC_min，储能系统处于状态1，该状态下储能系统电量不足，需充电动作补充电能；

2)SOC_min≤SOC_battery＜SOC_max，储能系统处于状态2，该状态下储能系统荷电量状态良好，可充可放；

3)SOC_max≤SOC_battery，储能系统处于状态3，该状态下储能系统电量富足，适宜进行放电动作；

其中，储能系统充放电功率限值包括如下几种情形并应满足如下条件：

P_battery∈[P_min，P_max]

Q_battery∈[Q_min，Q_max]

S_battery∈[S_min，S_max]

S_battery²＝P_battery²+Q_battery²，储能的有功无功出力始终满足：

其中，有功功率上限为P_max、有功功率下限为P_min；无功功率上限为Q_max、无功功率下限为Q_min；S_battery为视在功率(KVA)，视在功率上限为S_max、视在功率下限为S_min；

情形1：最大限档：P_battery＝S_max，Q_battery＝0；

情形2：次大限档：P_battery＝A*P_max，Q_battery＝B*Q_max；

情形3：中间档：P_battery＝P_max，Q_battery＝Q_max；

情形4：次小限档：P_battery＝B*P_max，Q_battery＝A*Q_max；

情形5：最小限档：P_battery＝0，Q_battery＝S_max；

其中：A1，B1，S_max²＝A²*P_max²+B²*Q_max²；A、B为根据电网运行状态确定的任意系数；

S4.根据步骤S3中所选择的控制策略，对电池储能系统进行指令下发，完成其有功-无功的出力过程。