[发明专利]一种基于功率动态分配的多储能支撑黑启动协调控制方法

说明书

本发明的一种基于功率动态分配的多储能支撑黑启动协调控制方法，其包括：功率计算分配层的控制方案、功率追踪控制层的控制方案，功率计算分配层的控制方案通过建立储能荷电状态工作分区，将储能系统划分为24种工作模式，针对不同模式采用相适宜的控制方法，可以有效解决分散独立控制的风储系统难以保证黑启动稳定运行问题；功率追踪控制层的控制方案中V/f和PQ相结合，根据上层计算功率指令进行工作，并将储能实时荷电状态反馈到功率计算分配层中。其方法科学合理，适用性强，效果佳。

技术领域

本发明属于电网黑启动技术领域，是一种基于功率动态分配的多储能支撑黑启动协调控制方法。

背景技术

依赖于大规模电网互联，电网规模日益扩大、彼此之间联系紧密；若局部故障处理不当，极易诱发连锁反应、导致大规模停电事故。传统的黑启动电源(火电、核电、水电)优先考虑的是水电，由于其本身劣势，不适用于风多水少地区。随着电网中风电占比显著提高，对于风电资源丰富风电装机大的地区，挖掘风电黑启动具有重要价值。

由于风力发电的间歇性和随机性，储能系统已经成为风电稳定参与黑启动的重要环节。采用多个储能电站可以解决单储能电站经过多次电压变换导致风电场启动困难问题。然而，分散独立控制的风储系统由于无序充放电可能会带来相反的作用，使得部分储能出现过充过放现象，进而使得黑启动小系统的稳定性不能保证，系统再次陷入黑暗之中。

现有多储能功率分配大部分采用改进下垂控制方法，对系统稳定性造成影响，一旦发生故障就不能再进行控制。且研究的前提是储能SOC未超限，对于储能荷电状态越界的情况，大多数研究都没有提出合理的解决方法。仅仅在储能SOC越界后，采取停机操作，导致适用于黑启动的储能电站减少。若为稳定系统电压频率的储能电站停机将直接导致系统稳定性下降，黑启动失败。同时在储能功率分配过程中，往往只考虑荷电状态，不能根据各储能电站的不同情况给出不同的控制指令。总而言之，已有多储能协调控制及功率分配方法无法充分为风储黑启动服务。

发明内容

本发明的目的是：为解决分散独立控制的风储系统难以保证黑启动稳定运行问题，提出一种科学合理，考虑风储黑启动系统多方面影响因素，适用性强，效果佳的基于功率动态分配的多储能支撑黑启动协调控制方法。

为实现上述目的所采用的技术方案是，一种基于功率动态分配的多储能支撑黑启动协调控制方法，其特征是，它包括以下内容：

1)功率计算分配层的控制方案

①由式(1)-式(4)确定处于正常区间各储能电站的充电参考功率值和放电参考功率值：

式中，c为储能处于充电状态；d为储能处于放电状态；为在t时刻第i个储能电站的可充电能力；SOC_t,i为在t时刻第i个储能电站的荷电状态；为在t时刻第i个储能电站的可充电能力；P_W为风电集群可发功率；P_M为待启动电厂辅机功率；n为参与黑启动的储能电站的数量；SOC_max为储能荷电状态最大值、SOC_min为储能荷电状态最小值；

针对计算参考功率超过极限功率值情况，将各储能电站参考功率按极限功率值进行修正，由式(5)-式(6)确定：

式中，为第i个储能的最大充电功率、为第i个储能的最大放电功率；

②处于临界过充区间的储能，由式(7)-式(8)定义修正参数ΔSOC值并确定其充电时储能参考功率值：