面向一次调频的储能电池多目标协同控制策略

摘要

【目的】大规模可再生能源并网造成电网频率控制过程中等效转动惯量降低和传统火电机组调频备用容量不足等问题，电池储能系统（BESS）以其响应快速和调节灵活的特点，对该问题的解决起到很好的辅助作用。但BESS个体的个性化特征使其参与电网调频时需要更精细化的控制策略。【方法】首先根据荷电状态（SOC）对电池进行分组形成储能单元，构建多储能单元协同参与电网一次调频的系统模型；然后，通过分析不同环境下电池开路电压与SOC的关系确定电池合理的充放电范围，并且根据电池单元间SOC的差异性设计各单元协同策略，在实现调频需求的同时兼顾电池运行安全；在此基础上，以调频效果及电池能量损耗最优为目标，进行优化问题的设计与求解，用于储能系统各单元协同的优化调整。【结果】基于Matlab/Simulink进行仿真验证，结果表明：所提控制策略能够充分挖掘储能电池辅助调频潜力，在调频效果、储能损耗与充放电深度间获得更好的平衡。

关键词

一次调频 / 电池储能 / 荷电状态 / 能量损耗 / 多目标优化

基金资助

湖北省重点研发计划项目（2021BAA193）