【发明授权】电力储能系统的控制方法、控制系统以及仿真与控制模型_中国电力科学研究院有限公司;国网河南省电力公司电力科学研究院;华北电力大学;国网河南省电力公司;国家电网有限公司_201910406639.2 

申请/专利权人:中国电力科学研究院有限公司;国网河南省电力公司电力科学研究院;华北电力大学;国网河南省电力公司;国家电网有限公司

申请日:2019-05-15

公开(公告)日:2022-09-20

公开(公告)号:CN110190595B

主分类号:H02J3/00

分类号:H02J3/00;H02J3/38;H02J3/32;H02J3/24

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2022.09.20#授权;2021.04.06#实质审查的生效;2019.08.30#公开

摘要:本发明公开了一种用于对电力储能系统进行控制的方法及系统,包括:实时获取电力储能系统的状态数据;根据当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制;根据当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。本发明在电网频率出现偏差时,通过调频控制模型能有效地将频率拉回电力系统正常运行频率附近;在电网电压出现偏差时,通过调压控制模型能有效地将电压拉回正常运行时的电压附近,解决了储能系统控制困难的问题,适用性强,应用灵活,能够很好地实现储能系统调频和调压的目的。

主权项:1.一种用于对电力储能系统进行控制的方法,其特征在于,所述方法包括:实时获取电力储能系统的状态数据;其中,所述状态数据包括:当前时刻的母线的有功功率和频率、电力储能系统所接入母线的无功功率以及电力储能系统所接入母线的电压;根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制;根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制;其中,所述调频控制模型的传递函数为:Pords=P正常+f正常-G1sfsG3s-G2sPsG4sG5s, G3s=K, 其中,Pords为获取的储能有功控制指令;P正常和f正常分别为预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值;G1s和G2s分别为有功功率和频率的惯性系数;G3s为频率下垂控制因子,根据电力储能系统的额定容量确定;G4s为PI控制器的传递函数;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;TPs和Tfs分别为有功惯性环节和频率惯性环节的时间常数;k为增益环节G3的增益倍数;k1为G4的比例系数;k2为G4的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。

全文数据:电力储能系统的控制方法、控制系统以及仿真与控制模型技术领域本发明涉及电力系统领域,并且更具体地,涉及一种用于对电力储能系统进行控制的方法及系统,电力储能系统的控制方法、控制系统以及仿真与控制模型。背景技术在大力发展清洁能源的背景下,分布式储能的研究是为解决光伏发电、风力发电、水能发电等清洁能源发电的波动性、难预测性等问题而诞生的。国内外对分布式储能的研究主要有三个方向,不同的储能方式及其特性、储能系统的控制方式、储能系统的配置方式。分布式储能配合分布式发电技术,有利于减少不必要的储备容量,保证电力系统的可靠性。电网的正常运行保证社会的正常生产和生活,提高了社会效益。目前为止国内外研究学者已经挖掘出了多种储能技术,分析了储能系统投入对电力系统的影响。分布式储能配合分布式发电技术,可应用于发电侧、输电侧,也可用于配电侧,在快速功率支撑、调峰、调频、调压、削峰填谷和新能源安全并网等方面都有积极的作用。当下,储能作为新能源接入电网的重要解决方法,已成为研究的重点、热点。电网运行的稳定取决于频率稳定和电压稳定,如何对电力系统进行调压和调频,以达到稳定电网运行的目的,是急需解决的问题。发明内容本发明提出一种用于对电力储能系统进行控制的方法及系统,以解决如何对电力储能系统进行控制,实现调频和调压的问题。为了解决上述问题,根据本发明的一个方面,提供了一种用于对电力储能系统进行控制的方法,其特征在于,所述方法包括:实时获取电力储能系统的状态数据;其中,所述状态数据包括:当前时刻的母线的有功功率和频率、电力储能系统所接入支路的无功功率以及电力储能系统所接入母线的电压;根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制;根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。优选地,其中所述根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制,包括:利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率和频率分别和预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值进行比较,再经过第一PI控制器获取储能有功控制指令。优选地,其中利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率和频率分别和预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值进行比较,包括:利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的有功功率进行有功惯性处理后和预设的正常状态下的有功功率阈值进行比较;利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的频率和预设的正常状态下的频率阈值进行比较后,再依次进行放大处理和频率死区控制处理。优选地,其中所述调频控制模型的传递函数为:Pords=P正常+f正常-G1sfsG3s-G2sPsG4sG5s,G3s=K,其中,Pords为获取的储能有功控制指令;P正常和f正常分别为预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值;G1s和G2s分别为有功功率和频率的惯性系数;G3s为频率下垂控制因子,根据电力储能系统的额定容量确定;G4s为PI控制器的传递函数;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;TPs和Tfs分别为有功惯性环节和频率惯性环节的时间常数;k为增益环节G3s的增益倍数;k1为G4s的比例系数;k2为G4s的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。优选地,其中所述根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制,包括:利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和预设的正常状态下的无功功率阈值进行比较,再依次经过无功死区控制处理、第二PI控制器后,或利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压和预设的正常状态下的母线电压阈值进行比较,再依次经过电压死区控制处理和第三PI控制器后,进行惯性处理,获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。优选地,其中所述方法还包括:在调压控制模型中,根据设置的Flag参数确定利用当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率还是电力储能系统所接入母线的电压来获取储能无功控制指令。优选地,其中所述调压控制模型根据无功功率得到的传递函数为:所述调压控制模型根据电压得到的传递函数为:其中,Qords为获取的储能无功控制指令;Qb0s为预设的正常运行状态下的无功功率;Qbs为当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率;V0s为预设的正常运行状态下的电压;Vs为当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;Tqbs和Tvs分别为无功惯性环节和电压惯性环节的时间常数;K1、K2为储能QV电压控制中的比例积分系数;K3、K4为储能QV无功控制中的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。根据本发明的另一个方面,提供了一种用于对电力储能系统进行控制的系统,其特征在于,所述系统包括:状态数据获取单元,用于实时获取电力储能系统的状态数据;其中,所述状态数据包括:当前时刻的母线的有功功率和频率、电力储能系统所接入支路的无功功率以及电力储能系统所接入母线的电压;有功控制指令获取单元,用于根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制;无功控制指令获取单元,用于根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。优选地,其中所述有功控制指令获取单元,根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制,包括:利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率和频率分别和预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值进行比较,再经过第一PI控制器获取储能有功控制指令。优选地,其中利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率和频率分别和预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值进行比较,包括:利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的有功功率进行有功惯性处理后和预设的正常状态下的有功功率阈值进行比较;利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的频率和预设的正常状态下的频率阈值进行比较后,再依次进行放大处理和频率死区控制处理。优选地,其中所述调频控制模型的传递函数为:Pords=P正常+f正常-G1sfsG3s-G2sPsG4sG5s,G3s=K,其中,Pords为获取的储能有功控制指令;P正常和f正常分别为预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值;G1s和G2s分别为有功功率和频率的惯性系数;G3s为频率下垂控制因子,根据电力储能系统的额定容量确定;G4s为PI控制器的传递函数;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;TPs和Tfs分别为有功惯性环节和频率惯性环节的时间常数;k为增益环节G3s的增益倍数;k1为G4s的比例系数;k2为G4s的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。优选地,其中所述无功控制指令获取单元,根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制,包括:利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和预设的正常状态下的无功功率阈值进行比较,再依次经过无功死区控制处理、第二PI控制器后,或利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压和预设的正常状态下的母线电压阈值进行比较,再依次经过电压死区控制处理和第三PI控制器后,进行惯性处理,获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。优选地,其中所述无功控制指令获取单元,还包括:在调压控制模型中,根据设置的Flag参数确定利用当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率还是电力储能系统所接入母线的电压来获取储能无功控制指令。优选地,其中所述调压控制模型根据无功功率得到的传递函数为:所述调压控制模型根据电压得到的传递函数为:其中,Qords为获取的储能无功控制指令;Qb0s为预设的正常运行状态下的无功功率;Qbs为当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率;V0s为预设的正常运行状态下的电压;Vs为当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;Tqbs和Tvs分别为无功惯性环节和电压惯性环节的时间常数;K1、K2为储能QV电压控制中的比例积分系数;K3、K4为储能QV无功控制中的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。本发明还提供了一种电力储能系统的仿真与控制模型,所述模型用于实现以下功能的内容:实时获取电力储能系统的状态数据;其中,所述状态数据包括:当前时刻的母线的有功功率和频率、电力储能系统所接入母线的无功功率以及电力储能系统所接入母线的电压;根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制;根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。本发明提供了一种用于对电力储能系统进行控制的方法及系统,包括:实时获取电力储能系统的状态数据;根据当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制;根据当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。本发明在电网频率出现偏差时,通过调频控制模型能有效地将频率拉回电力系统正常运行频率附近;在电网电压出现偏差时,通过调压控制模型能有效地将电压拉回正常运行时的电压附近,解决了储能系统控制困难的问题,计算精简,适用性强,应用灵活,能够很好地实现储能系统调频和调压的目的。附图说明通过参考下面的附图,可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式:图1为根据本发明实施方式的用于对电力储能系统进行控制的方法100的流程图;图2为根据本发明实施方式的电力储能系统的结构示意图;图3为根据本发明实施方式的调频控制模型的示意图;图4为根据本发明实施方式的频率死区控制处理的示意图;图5为根据本发明实施方式的调压控制模型的示意图;图6为根据本发明实施方式的针对单点切记故障进行调频的仿真结果图;图7为根据本发明实施方式的针对多点切负荷故障调频的仿真结果图;图8为根据本发明实施方式的验证储能模型的调压作用的仿真结果图;以及图9为根据本发明实施方式的用于对电力储能系统进行控制的系统900的结构示意图。具体实施方式现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元元件使用相同的附图标记。除非另有说明,此处使用的术语包括科技术语对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。图1为根据本发明实施方式的用于对电力储能系统进行控制的方法100的流程图。如图1所示,本发明的实施方式提供的用于对电力储能系统进行控制的方法,在电网频率出现偏差时,通过调频控制模型能有效地将频率拉回电力系统正常运行频率附近;在电网电压出现偏差时,通过调压控制模型能有效地将电压拉回正常运行时的电压附近,解决了储能系统控制困难的问题,计算精简,适用性强,应用灵活,能够很好地实现储能系统调频和调压的目的。本发明的实施方式的调频控制模型将母线的有功功率、频率作为检测电力系统实时状态量,通过与正常运行状态下的有功功率P0和频率f0作对比,最后经过PI控制器得到储能有功控制指令;调压控制模型将母线的无功功率、母线电压作为检测电力系统实时状态量,通过与正常运行状态下的无功功率Q0和母线电压V0作对比,最后得到储能无功控制指令。本发明的实施方式提供的用于对电力储能系统进行控制的方法100从步骤101处开始,在步骤101实时获取电力储能系统的状态数据;其中,所述状态数据包括:当前时刻的母线的有功功率和频率、电力储能系统所接入支路的无功功率以及电力储能系统所接入母线的电压。图2为根据本发明实施方式的电力储能系统的结构示意图。如图2所示,本发明的实施方式提供的电力储能系统电池储能系统BESS由三部分组成,分别是储能电池组系统BS、功率转换系统PCS、监测控制系统MCS,储能电池组系统BS由电池单元模块串并联组成,是实现大量电能的储存和释放的载体。电池单元模块的端电压不高、储存容量不大,串联能提高储能系统的电压等级,并联则能加大储能系统的容量。成组的电池模块一般相同,n个单元模块先串联成电池串,串联的个数取决于电压等级的设计要求;再将m个电池串并联,并联的个数取决于容量的需求。储能系统的电压等于电池串的电压,储能系统的容量等于所有电池模块的容量之和。在步骤102,根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制。优选地,其中所述根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制,包括:利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率和频率分别和预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值进行比较,再经过第一PI控制器获取储能有功控制指令。优选地,其中利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率和频率分别和预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值进行比较,包括:利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的有功功率进行有功惯性处理后和预设的正常状态下的有功功率阈值进行比较;利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的频率和预设的正常状态下的频率阈值进行比较后,再依次进行放大处理和频率死区控制处理。优选地,其中所述调频控制模型的传递函数为:Pords=P正常+f正常-G1sfsG3s-G2sPsG4sG5s,G3s=K,其中,Pords为获取的储能有功控制指令;P正常和f正常分别为预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值;G1s和G2s分别为有功功率和频率的惯性系数;G3s为频率下垂控制因子,根据电力储能系统的额定容量确定;G4s为PI控制器的传递函数;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;TPs和Tfs分别为有功惯性环节和频率惯性环节的时间常数;k为增益环节G3s的增益倍数;k1为G4s的比例系数;k2为G4s的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。图3为根据本发明实施方式的调频控制模型的示意图。如图3所示,本发明的实施方式提供的调频控制模型包括:2个量测滤波环节、1个放大环节、1个死区控制环节、1个PI控制环节,工作模式为:安全运行状态下,发电机发出的功率和负荷吸收的功率相等,电力系统的频率和各个母线的电压均在正常允许的范围内。一旦母线有功功率和频率偏离正常值,经过量测和滤波,再将得到的差值放大,最后经过PI控制器得到储能有功控制指令。具体地,包括:利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率P进行有功惯性处理后和预设的正常状态下的有功功率阈值P0进行比较;利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的频率f和预设的正常状态下的频率阈值f0进行比较后,再依次进行放大处理和频率死区控制处理;最后,经过第一PI控制器获取储能有功控制指令。例如,可以设置正常状态下的有功功率阈值P0=100MW,正常状态下的频率阈值f0=50Hz,这里的P0和f0是指电力系统正常运行情况的有功功率和系统频率,对于不同规模和不同形式,其取值可以改变,仍在本发明的范围内。本发明的实施方式提供的调频控制模型的传递函数的环节包括:1量测滤波环节即有功惯性环节和频率惯性环节,量测滤波方式的不同决定了模型中惯性环节的时间常数Tp、Tf,有功功率和频率的惯性系数分别为G1、G2。2放大环节,对于增益环节G3的增益倍数,即频率下垂控制因子,其大小表示电力系统出现功率缺额,频率超出正常值时,储能系统电池组单元投入的规模。不同大小的电力系统网络,频率出现相同差值时,其有功功率的缺额是不同的,频率同样下降1Hz,大电力网络的功率缺额明显大于小电力网络。也就是说,储能频率下垂控制因子的大小取决于电力网络额定容量的大小。3PI控制器的传递函数G4中包含积分因子,使得整个系统的开环控制通路中含有积分因子,其作用主要是通过提高控制系统的按稳态误差划分的型从而来提高其稳态性能。4另外,考虑到除电力系统出现的有功功率缺额以外,储能系统本身的荷电状态、运行的环境等也会影响储能系统的有功控制指令。因此,使用G5s来描述针对储能系统本身和环境的反馈控制。综上,调频控制模型的传递函数为:Pords=P正常+f正常-G1sfsG3s-G2sPsG4sG5s,G3s=K,其中,Pords为获取的储能有功控制指令;P正常和f正常分别为预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值;G1s和G2s分别为有功功率和频率的惯性系数;G3s为频率下垂控制因子,根据电力储能系统的额定容量确定;G4s为PI控制器的传递函数;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;TPs和Tfs分别为有功惯性环节和频率惯性环节的时间常数;k为增益环节G3s的增益倍数;k1为G4s的比例系数;k2为G4s的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。图4为根据本发明实施方式的频率死区控制处理的示意图。如图4所示,模型包含频率死区控制环节,是由于即使没有发生故障,也没有发电机和负荷的投退,电力系统的频率也不可能一直保持在标准工频,而是会在标准工频周围浮动。例如若设置储能系统的频率标幺值偏差死区负值为-0.02,正值为0.02。检测到频率偏差在±1.0Hz以内时为死区,储能系统不会动作。在步骤103,根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。优选地,其中所述根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制,包括:利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和预设的正常状态下的无功功率阈值进行比较,再依次经过无功死区控制处理、第二PI控制器后,或利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压和预设的正常状态下的母线电压阈值进行比较,再依次经过电压死区控制处理和第三PI控制器后,进行惯性处理,获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。优选地,其中所述方法还包括:在调压控制模型中,根据设置的Flag参数确定利用当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率还是电力储能系统所接入母线的电压来获取储能无功控制指令。优选地,其中所述调压控制模型根据无功功率得到的传递函数为:所述调压控制模型根据电压得到的传递函数为:其中,Qords为获取的储能无功控制指令;Qb0s为预设的正常运行状态下的无功功率;Qbs为当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率;V0s为预设的正常运行状态下的电压;Vs为当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;Tqbs和Tvs分别为无功惯性环节和电压惯性环节的时间常数;K1、K2为储能QV电压控制中的比例积分系数;K3、K4为储能QV无功控制中的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。图5为根据本发明实施方式的调压控制模型的示意图。如图5所示,本发明的实施方式提供的调压控制模型包括:QV无功控制和QV电压控制两种调节模式,每种调节模式均含2个惯性环节、1个死区控制环节、1个PI控制环节。其中,QV无功控制是通过监测支路无功的变化,实时调整输出无功功率的值,从而保证系统的电压水平;QV电压控制是通过监测并根据电压降落的大小,来确定输出无功功率的值。QV无功控制以Qb、Qb0为输入,Qb为储能所接入支路的无功功率,Qb0为稳定正常运行状态下的无功功率。QV电压控制以V、V0为输入,V为储能所接入母线的电压,V0为稳定正常运行状态下的电压。在安全运行状态下,发电机发出的无功功率和负荷吸收的无功功率相等,电力系统各个母线的电压均在正常允许的范围内。一旦无功功率或电压出现问题,QV无功控制会在Qb输入后经无功惯性环节与Qb0作对比,再依次经无功死区控制、PI控制器以及惯性环节,输出储能无功控制指令。QV电压控制是在V输入后经无功惯性环节与V0作对比,再依次经电压死区控制、PI控制器以及惯性环节,输出储能无功控制指令。具体地,包括:利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和预设的正常状态下的无功功率阈值进行比较,再依次经过无功死区控制处理、第二PI控制器后,或利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压和预设的正常状态下的母线电压阈值进行比较,再依次经过电压死区控制处理和第三PI控制器后,进行惯性处理,获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制;其中,在调压控制模型中,根据设置的Flag参数确定利用当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率还是电力储能系统所接入母线的电压来获取储能无功控制指令。同调频控制模型,考虑到除电力系统出现的无功功率缺额以外,储能系统本身的荷电状态、运行的环境等也会影响储能系统的无功控制指令。使用G5来描述针对储能系统本身和环境的反馈控制。可得到:调压控制模型中QV无功控制模式的传递函数为:调压控制模型中QV无电压控制模式的传递函数为:其中,Qords为获取的储能无功控制指令;Qb0s为预设的正常运行状态下的无功功率;Qbs为当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率;V0s为预设的正常运行状态下的电压;Vs为当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;Tqbs和Tvs分别为无功惯性环节和电压惯性环节的时间常数;K1、K2为储能QV电压控制中的比例积分系数;K3、K4为储能QV无功控制中的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。在本发明的实施方式中,死区控制环节,是由于即使没有发生故障,也没有发电机和负荷的投退,电力系统的状态量也不可能一直保持在额定状态。根据中国电力工业部的相关规定,这里设置相应死区锁存,用于将不必要动作的区域,通死区控制环节锁住,使之不能发出储能指令。下面选取PSASP综合程序的IEEE36节点标准测试系统,在其上潮流最大的3处添加储能模型作为算例来进行仿真验证。1针对单点切机故障调频,设置2s时切除600MW发电机BUS2,在PSASP上进行5次仿真计算。分别为未加储能,单个储能1作为集中式储能投入运行,单个储能2作为集中式储能投入运行,单个储能3作为集中式储能投入运行,储能1、2、3作为分布式储能投入运行。仿真结果如图6所示,可以看到,在电网频率出现偏差频率下降时,电池储能系统的调频控制模型能够及时动作,有效地将频率拉回正常水准。而且,加入多组储能元件比单个储能元件的效果更好。2针对多点切负荷故障调频,设置2s时切除负荷BUS22306、BUS29308,总切负荷量为746.500MW、179.000MVar。在PSASP上进行5次仿真计算,分别为未加储能,单个储能1作为集中式储能投入运行,单个储能2作为集中式储能投入运行,单个储能3作为集中式储能投入运行,储能1、2、3作为分布式储能投入运行。仿真结果如图7所示,可以看到,在电网频率出现偏差频率上升时,电池储能系统的调频控制模型能够及时动作,有效地将频率拉回正常水准。而且,加入多组储能元件比单个储能元件的效果更好。3验证储能模型的调压作用。同样选取潮流最大的3处母线作为储能系统布点,选取无功控制方式。储能1设在母线BUS9处,储能2设在母线BUS16处,储能3设在母线BUS24处。2s时切除通过双绕组变压器接在母线BUS9上的600MW发电机BUS2。监视发电机母线电压和3处储能母线电压。仿真结果如图8所示,可以看到,在电网电压出现偏差时,电池储能系统的调压控制模型能够及时动作,有效地将电压拉回正常水准。以上可以看到,在电网频率、电压出现偏差时,电池储能系统的调频控制模型、调压控制模型能够及时动作,有效地将频率、电压拉回正常水准,对电力系统进行调压、调频,以达到稳定电网运行的目的。图9为根据本发明实施方式的用于对电力储能系统进行控制的系统900的结构示意图。如图9所示,本发明的实施方式提供的用于对电力储能系统进行控制的系统900,包括:状态数据获取单元901、有功控制指令获取单元902和无功控制指令获取单元903。优选地,所述状态数据获取单元901,用于实时获取电力储能系统的状态数据;其中,所述状态数据包括:当前时刻的母线的有功功率和频率、电力储能系统所接入支路的无功功率以及电力储能系统所接入母线的电压。优选地,所述有功控制指令获取单元902,用于根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制。优选地,其中所述有功控制指令获取单元902,根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制,包括:利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率和频率分别和预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值进行比较,再经过第一PI控制器获取储能有功控制指令。优选地,其中利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率和频率分别和预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值进行比较,包括:利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的有功功率进行有功惯性处理后和预设的正常状态下的有功功率阈值进行比较;利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的频率和预设的正常状态下的频率阈值进行比较后,再依次进行放大处理和频率死区控制处理。优选地,其中所述调频控制模型的传递函数为:Pords=P正常+f正常-G1sfsG3s-G2sPsG4sG5s,G3s=K,其中,Pords为获取的储能有功控制指令;P正常和f正常分别为预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值;G1s和G2s分别为有功功率和频率的惯性系数;G3s为频率下垂控制因子,根据电力储能系统的额定容量确定;G4s为PI控制器的传递函数;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;TPs和Tfs分别为有功惯性环节和频率惯性环节的时间常数;k为增益环节G3s的增益倍数;k1为G4s的比例系数;k2为G4s的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。优选地,所述无功控制指令获取单元903,用于根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。优选地,其中所述无功控制指令获取单元903,根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制,包括:利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和预设的正常状态下的无功功率阈值进行比较,再依次经过无功死区控制处理、第二PI控制器后,或利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压和预设的正常状态下的母线电压阈值进行比较,再依次经过电压死区控制处理和第三PI控制器后,进行惯性处理,获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。优选地,其中所述无功控制指令获取单元,还包括:在调压控制模型中,根据设置的Flag参数确定利用当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率还是电力储能系统所接入母线的电压来获取储能无功控制指令。优选地,其中所述调压控制模型根据无功功率得到的传递函数为:所述调压控制模型根据电压得到的传递函数为:其中,Qords为获取的储能无功控制指令;Qb0s为预设的正常运行状态下的无功功率;Qbs为当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率;V0s为预设的正常运行状态下的电压;Vs为当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;Tqbs和Tvs分别为无功惯性环节和电压惯性环节的时间常数;K1、K2为储能QV电压控制中的比例积分系数;K3、K4为储能QV无功控制中的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。本发明的实施例的用于对电力储能系统进行控制的系统900与本发明的另一个实施例的用于对电力储能系统进行控制的方法100相对应,在此不再赘述。已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而,本领域技术人员所公知的,正如附带的专利权利要求所限定的,除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。通常地,在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释,除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个所述该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例,除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行,除非明确地说明。

权利要求:1.一种用于对电力储能系统进行控制的方法,其特征在于,所述方法包括:实时获取电力储能系统的状态数据;其中,所述状态数据包括:当前时刻的母线的有功功率和频率、电力储能系统所接入母线的无功功率以及电力储能系统所接入母线的电压;根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制;根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制,包括:利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率和频率分别和预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值进行比较,再经过第一PI控制器获取储能有功控制指令。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率和频率分别和预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值进行比较,包括:利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的有功功率进行有功惯性处理后和预设的正常状态下的有功功率阈值进行比较;利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的频率和预设的正常状态下的频率阈值进行比较后,再依次进行放大处理和频率死区控制处理。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述调频控制模型的传递函数为:Pords=P正常+f正常-G1sfsG3s-G2sPsG4sG5s,G3s=K,其中,Pords为获取的储能有功控制指令;P正常和f正常分别为预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值;G1s和G2s分别为有功功率和频率的惯性系数;G3s为频率下垂控制因子,根据电力储能系统的额定容量确定;G4s为PI控制器的传递函数;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;TPs和Tfs分别为有功惯性环节和频率惯性环节的时间常数;k为增益环节G3的增益倍数;k1为G4的比例系数;k2为G4的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制,包括:利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和预设的正常状态下的无功功率阈值进行比较,再依次经过无功死区控制处理、第二PI控制器后,或利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压和预设的正常状态下的母线电压阈值进行比较,再依次经过电压死区控制处理和第三PI控制器后,进行惯性处理,获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:在调压控制模型中,根据设置的Flag参数确定利用当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率还是电力储能系统所接入母线的电压来获取储能无功控制指令。7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述调压控制模型根据无功功率得到的储能QV无功控制模型传递函数为:所述储能QV电压控制模型调压控制模型根据电压得到的传递函数为:其中,Qords为获取的储能无功控制指令;Qb0s为预设的正常运行状态下的无功功率;Qbs为当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率;V0s为预设的正常运行状态下的电压;Vs为当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;Tqbs和Tvs分别为无功惯性环节和电压惯性环节的时间常数;K1、K2为储能QV电压控制中的比例积分系数;K3、K4为储能QV无功控制中的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。8.一种用于对电力储能系统进行控制的系统,其特征在于,所述系统包括:状态数据获取单元,用于实时获取电力储能系统的状态数据;其中,所述状态数据包括:当前时刻的母线的有功功率和频率、电力储能系统所接入支路的无功功率以及电力储能系统所接入母线的电压;有功控制指令获取单元,用于根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制;无功控制指令获取单元,用于根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述有功控制指令获取单元,根据所述当前时刻的母线的有功功率和频率,利用调频控制模型获取储能有功控制指令,以对电力储能系统进行控制,包括:利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率和频率分别和预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值进行比较,再经过第一PI控制器获取储能有功控制指令。10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,利用调频控制模型将所述当前时刻的母线的有功功率和频率分别和预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值进行比较,包括:利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的有功功率进行有功惯性处理后和预设的正常状态下的有功功率阈值进行比较;利用调频控制模型对所述当前时刻的母线的频率和预设的正常状态下的频率阈值进行比较后,再依次进行放大处理和频率死区控制处理。11.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述调频控制模型的传递函数为:Pords=P正常+f正常-G1sfsG3s-G2sPsG4sG5s,G3s=K,其中,Pords为获取的储能有功控制指令;P正常和f正常分别为预设的正常状态下的有功功率阈值和频率阈值;G1s和G2s分别为有功功率和频率的惯性系数;G3s为频率下垂控制因子,根据电力储能系统的额定容量确定;G4s为PI控制器的传递函数;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;TPs和Tfs分别为有功惯性环节和频率惯性环节的时间常数;k为增益环节G3s的增益倍数;k1为G4s的比例系数;k2为G4s的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。12.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述无功控制指令获取单元,根据所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和电力储能系统所接入母线的电压,利用调压控制模型获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制,包括:利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率和预设的正常状态下的无功功率阈值进行比较,再依次经过无功死区控制处理、第二PI控制器后,或利用调压控制模型将所述当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压和预设的正常状态下的母线电压阈值进行比较,再依次经过电压死区控制处理和第三PI控制器后,进行惯性处理,获取储能无功控制指令,以对电力储能系统进行控制。13.根据权利要求12所述的系统,其特征在于,所述无功控制指令获取单元,还包括:在调压控制模型中,根据设置的Flag参数确定利用当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率还是电力储能系统所接入母线的电压来获取储能无功控制指令。14.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述调压控制模型根据无功功率得到的传递函数为:所述调压控制模型根据电压得到的传递函数为:其中,Qords为获取的储能无功控制指令;Qb0s为预设的正常运行状态下的无功功率;Qbs为当前时刻的电力储能系统所接入支路的无功功率;V0s为预设的正常运行状态下的电压;Vs为当前时刻的电力储能系统所接入母线的电压;G5s为储能系统本身和环境的反馈控制函数;Tqbs和Tvs分别为无功惯性环节和电压惯性环节的时间常数;K1、K2为储能QV电压控制中的比例积分系数;K3、K4为储能QV无功控制中的比例积分系数;s为拉氏变换中的变量因子。

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