[发明专利]一种适用于梯次利用储能电站的电网支撑控制方法及系统

权利要求书

1.一种适用于梯次利用储能电站的电网支撑控制方法，其特征在于，包括：

电站调峰期间，计算储能电站第i个储能变流器PCS在周期T内最大可利用充电电量占各储能变流器PCS在周期T内最大可利用充电电量之和的比例，作为第i个储能变流器PCS的充电补偿系数；对计算的第i个储能变流器PCS充电调频支撑有功功率和调压支撑无功功率分别乘以充电补偿系数，作为从电网吸收的有功功率和无功功率；

电站调谷期间，计算储能电站第i个储能变流器PCS在周期T内最大可利用放电电量占各子系统在周期T内最大可利用放电电量之和的比例，作为第i个储能变流器PCS的放电补偿系数；

对计算的第i个储能变流器PCS放电调频支撑有功功率和调压支撑无功功率分别乘以放电补偿系数，作为向电网释放的有功功率和无功功率；

计算储能电站第i个储能变流器PCS在周期T内最大可利用充电电量占各储能变流器PCS在周期T内最大可利用充电电量之和的比例，作为第i个储能变流器PCS的充电补偿系数，包括：

根据各储能变流器PCS从禁止放电状态到禁止充电状态的功率与时间曲线，计算第i个储能变流器PCS运行周期T内最大可利用充电电量W_{i_Charge}：

其中P_{i_Charge}(t)表示储能电站调峰期间第i个子系统充电功率，t为时间，Δt_{i_Charge}表示第i个储能变流器PCS在运行周期T内从禁止放电状态到禁止充电状态的运行时间；

计算储能电站运行周期T内全站的最大可利用充电电量W_{sum_Charge}：

计算第i个储能变流器PCS的充电补偿系数k_{i_Charge}：

对实时计算的第i个储能变流器PCS充电调频支撑有功功率和调压支撑无功功率分别乘以充电补偿系数，作为从电网吸收的有功功率和无功功率，包括：

第i个储能变流器PCS在执行电网支撑任务时，计算充电调频支撑有功功率P_i和调压支撑无功功率Q_i：

其中k_f和k_v分别为充电调频系数和调压系数，P_{n_i}和Q_{n_i}分别为第i个储能变流器PCS的额定有功功率和无功功率，f_{n_i}和U_{n_i}分别为第i个储能变流器PCS并网节点电网额定频率和电压，Δf_i和ΔU_i分别为第i个储能变流器PCS并网节点电网频率偏差和电压偏差；

计算第i个储能变流器PCS从电网吸收的有功功率P_{i_Charge_s}和无功功率Q_{i_Charge_s}：

P_{i_Charge_s}＝k_{i_Charge}×P_i

Q_{i_Charge_s}＝k_{i_Charge}×Q_i；

计算储能电站第i个储能变流器PCS在周期T内最大可利用放电电量占各子系统在周期T内最大可利用放电电量之和的比例，作为第i个储能变流器PCS的放电补偿系数，包括：

根据电站中各子系统中从禁止充电到禁止放电的功率与时间曲线，计算第i个储能变流器PCS运行周期T内最大可利用放电电量W_{i_Discharge}：

其中P_{i_Discharge}(t)表示储能电站调峰期间第i个子系统放电功率，t为时间，Δt_{i_Discharge}表示第i个储能变流器PCS在运行周期T内从禁止充电状态到禁止放电状态的运行时间；

计算运行周期T内全站的最大可利用放电电量W_{sum_Discharge}：

计算第i个储能变流器PCS的放电补偿系数k_{i_Discharge}：

对实时计算的第i个储能变流器PCS放电调频支撑有功功率和调压支撑无功功率分别乘以放电补偿系数，作为向电网释放的有功功率和无功功率，包括：

第i个储能变流器PCS在执行电网支撑任务时，计算调频支撑有功功率P_i和调压支撑无功功率Q_i：

其中k_f′和k_v′分别为放电调频系数和调压系数，P_{n_i}和Q_{n_i}分别为第i个储能变流器PCS的额定有功功率和无功功率，f_{n_i}和U_{n_i}分别为第i个储能变流器PCS并网节点电网额定频率和电压，Δf_i和ΔU_i分别为第i个储能变流器PCS并网节点电网频率偏差和电压偏差；

计算第i个储能变流器PCS向电网释放的有功功率P_{i_Discharge_s}和无功功率Q_{i_Discharge_s}：

P_{i_Discharge_s}＝k_{i_Discharge}×P_i

Q_{i_Discharge_s}＝k_{i_Discharge}×Q_i。

2.一种适用于梯次利用储能电站的电网支撑控制系统，其特征在于，包括若干储能变流器PCS、能量管理子系统EMS以及电池管理子系统BMS；

所述电池管理子系统BMS提供禁止放电和禁止充电信号，或者提供荷电状态SOC由储能变流器PCS或能量管理子系统根据荷电状态SOC执行禁止放电和禁止充电的控制；

电站调峰期间，第i个储能变流器PCS计算运行周期T内最大可利用充电电量及最大可利用放电电量并发送给能量管理子系统EMS；第i个功率变换子系统接收能量管理子系统EMS发送的充电补偿系数，将计算的充电调频支撑有功功率和调压支撑无功功率分别乘以充电补偿系数，作为从电网吸收的有功功率和无功功率；

电站调谷期间，第i个储能变流器PCS计算周期T内最大可利用放电电量及最大可利用放电电量并发送给能量管理子系统EMS；第i个功率变换子系统接收能量管理子系统EMS发送的放电补偿系数，将计算的放电调频支撑有功功率和调压支撑无功功率分别乘以放电补偿系数，作为向电网释放的有功功率和无功功率；

能量管理子系统EMS电站调峰期间，计算各储能变流器PCS在周期T内最大可利用充电电量之和以及第i个储能变流器PCS在周期T内最大可利用充电电量占各储能变流器PCS在周期T内最大可利用充电电量之和的比例，作为第i个储能变流器PCS的充电补偿系数发送给第i个储能变流器PCS；电站调谷期间，计算各储能变流器PCS在周期T内最大可利用放电电量之和以及第i个储能变流器PCS在周期T内最大可利用放电电量占各储能变流器PCS在周期T内最大可利用放电电量之和的比例，作为第i个储能变流器PCS的放电补偿系数发送给第i个储能变流器PCS；

第i个储能变流器PCS计算运行周期T内最大可利用充电电量，包括：根据各储能变流器PCS从禁止放电状态到禁止充电状态的功率与时间曲线，计算第i个储能变流器PCS运行周期T内最大可利用充电电量W_{i_Charge}：

其中P_{i_Charge}(t)表示储能电站调峰期间第i个子系统充电功率，t为时间，Δt_{i_Charge}表示第i个储能变流器PCS在运行周期T内从禁止放电状态到禁止充电状态的运行时间；

计算储能电站运行周期T内全站的最大可利用充电电量W_{sum_Charge}：

计算第i个储能变流器PCS的充电补偿系数k_{i_Charge}：

电站调峰期间，第i个储能变流器PCS计算的第i个储能变流器PCS放电调频支撑有功功率P_i和调压支撑无功功率Q_i，具体为：

其中k_f和k_v分别为充电调频系数和调压系数，P_{n_i}和Q_{n_i}分别为第i个储能变流器PCS的额定有功功率和无功功率，f_{n_i}和U_{n_i}分别为第i个储能变流器PCS并网节点电网额定频率和电压，Δf_i和ΔU_i分别为第i个储能变流器PCS并网节点电网频率偏差和电压偏差；

计算第i个储能变流器PCS从电网吸收的有功功率P_{i_Charge_s}和无功功率Q_{i_Charge_s}：

P_{i_Charge_s}＝k_{i_Charge}×P_i

Q_{i_Charge_s}＝k_{i_Charge}×Q_i

第i个储能变流器PCS计算运行周期T内最大可利用放电电量，包括根据电站中各子系统中从禁止充电到禁止放电的功率与时间曲线，计算第i个储能变流器PCS运行周期T内最大可利用放电电量W_{i_Discharge}：

其中P_{i_Discharge}(t)表示储能电站调峰期间第i个子系统放电功率，t为时间，Δt_{i_Discharge}表示第i个储能变流器PCS在运行周期T内从禁止充电状态到禁止放电状态的运行时间；

计算运行周期T内全站的最大可利用放电电量W_{sum_Discharge}：

计算第i个储能变流器PCS的放电补偿系数k_{i_Discharge}：

电站调谷期间，第i个功率变换子系统，计算调频支撑有功功率P_i和调压支撑无功功率Q_i，具体为：

其中k_f′和k_v′分别为放电调频系数和调压系数，P_{n_i}和Q_{n_i}分别为第i个储能变流器PCS的额定有功功率和无功功率，f_{n_i}和U_{n_i}分别为第i个储能变流器PCS并网节点电网额定频率和电压，Δf_i和ΔU_i分别为第i个储能变流器PCS并网节点电网频率偏差和电压偏差；

计算第i个储能变流器PCS向电网释放的有功功率P_{i_Discharge_s}和无功功率Q_{i_Discharge_s}：

P_{i_Discharge_s}＝k_{i_Discharge}×P_i

Q_{i_Discharge_s}＝k_{i_Discharge}×Q_i。