[发明专利]一种用于风储系统一次调频的控制方法及系统

权利要求书

1.一种用于风储系统一次调频的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据系统频率偏差Δf，经过一次调频环节获取储能系统所需输出有功功率需求量P_d；

(2)基于所述有功功率需求量P_d，计算第i组储能单元输出功率参考一致性状态变量z_i，并根据储能单元额定容量C_bat,i确定储能单元输出功率参考值P_es,i；其中，输出功率参考一致性状态变量z_i由领导者-跟随者一致性协议得到：

领导者等式：

跟随者等式：

其中，风电机组总集合用N表示，选择1号风机作为领导者，并用描述跟随者的集合，a_ij反映该条通信链路的通信权重；

储能单元输出功率参考值P_es,i与状态变量z_i满足如下关系：

其中，K_i为功率分配系数，且n是储能单元的总数，C_bat,i是第i组储能单元的额定容量；

(3)根据所述第i组储能单元的荷电状态SoC_i、额定容量C_bat,i和输出功率P_bati，计算储能单元SoC一致性状态变量x_i；

(4)将x_i的邻间误差项加权求和后，经PI控制器得到储能单元参考功率修正值P_SoC,i；

(5)将双馈异步风力发电机DFIG定子有功功率P_s,i和转子有功功率P_r,i的差值、储能单元参考功率修正值P_SoC,i、储能单元输出功率参考值P_es,i相加，得到所述风力发电机DFIG网侧输出有功功率参考值P_netref,i；

(6)网侧变换器通过dq解耦控制，使所述风力发电机DFIG网侧输出有功功率P_net,i跟随所述有功功率参考值P_netref,i。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)具体包括：

根据综合负荷的变化情况，对电网频率全局信息量进行采样，并经过P/f下垂控制和惯量控制，获取储能系统所需输出有功功率需求量P_d；其中，

K_df为频率偏差的微分权重系数，K_pf为频率偏差的下垂系数；Δf＝f_ref-f为系统频率偏差，其中，f_ref为电网参考频率50Hz，f为电网实际频率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，

其中，a和b分别是储能单元正常工作时荷电状态的下限和上限。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，

其中，K_PSoC,i和K_ISoC,i分别是PI控制器的比例增益和积分增益，a_ij为通信权重，N表示风电机组总集合。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述风储系统包括定子侧变换器和网侧变换器，其中，

所述定子侧变换器通过定子磁链定向矢量控制实现所述风力发电机DFIG定子有功功率和无功功率的解耦控制；

所述网侧变换器通过电网电压定向矢量控制实现所述风力发电机DFIG网侧输出有功功率和网侧变换器回路无功功率的解耦控制。

6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述储能单元通过电压电流双闭环控制所述风力发电机DFIG直流侧电压，从而通过稳定所述风力发电机DFIG直流侧电压进而补偿所述调频所需的风力发电机DFIG缺额功率。

7.一种用于风储系统一次调频的控制系统，其特征在于，包括：

一次调频模块，用于根据系统频率偏差获取储能系统一次调频所需输出有功功率需求量P_d；

储能单元输出功率参考值确定模块，用于基于所述有功功率需求量P_d，计算储能单元输出功率参考一致性状态变量z_i，并根据储能单元额定容量C_bat,i确定储能单元输出功率参考值P_es,i；其中，输出功率参考一致性状态变量z_i由领导者-跟随者一致性协议得到：

领导者等式：

跟随者等式：

其中，风电机组总集合用N表示，选择1号风机作为领导者，并用描述跟随者的集合，a_ij反映该条通信链路的通信权重；

储能单元输出功率参考值P_es,i与状态变量z_i满足如下关系：

其中，K_i为功率分配系数，且n是储能单元的总数，C_bat,i是第i组储能单元的额定容量；

储能单元一致性状态变量确定模块，用于根据所述第i组储能单元的荷电状态SoC_i、额定容量C_bat,i和输出功率P_bati，计算储能单元SoC一致性状态变量x_i；

储能单元参考功率修正值确定模块，用于将x_i的邻间误差项加权求和后，经PI控制器得到储能单元参考功率修正值P_SoC,i；

DFIG网侧输出有功功率参考值确定模块，用于将双馈异步风力发电机DFIG定子有功功率P_s,i和转子有功功率P_r,i的差值、储能单元参考功率修正值P_SoC,i、储能单元输出功率参考值P_es,i相加，得到所述风力发电机DFIG网侧输出有功功率参考值P_netref,i；

DFIG变流器控制模块，用于网侧变换器通过dq解耦控制，使所述风力发电机DFIG网侧输出有功功率P_net,i跟随所述有功功率参考值P_netref,i。