本发明涉及一种减少储能调频有功调节范围的方法，该方法采用非线性下垂控制，减少储能调频有功调节范围。
背景技术：
电网容量不断增加，区域电网结构变的复杂，由光伏、风电等高渗透率分布式电源点组成的微网，由于其低惯性、低阻尼特性，势必会对大电网的频率稳定性造成影响。储能单元作为可以灵活充放电的电源，能够实现在微网中动态吸收、释放能量，且因为其响应快速、控制灵活，在维持网侧频率稳定有无可替代的优势。通常是将储能设备接至分布式电源点的并网逆变器直流侧，作为调节负荷基础。
目前在储能调频领域，多采用线性下垂控制方案，利用有功-频率下垂控制，通过控制有功功率实现频率调节，不具有灵活性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种减少储能调频有功调节范围的方法，该方法基于非线性下垂控制的储能频率调节，可以有效减少储能调频有功调节范围。
本发明采取如下技术方案来实现的：
一种减少储能调频有功调节范围的方法，包括以下步骤：
1)模拟同步发电机下垂特性来对储能逆变器进行控制，建立线性储能调频下垂控制方程；
2)将步骤1)线性储能调频下垂控制方程中下垂系数m进行改进，设定输出频率阈值上限；
3)将步骤1)线性储能调频下垂控制方程中下垂系数m进行改进，设定输出频率阈值下限；
4)在步骤2)输出频率阈值上限基础上，设定频率正调节非线性下垂系数；
5)在步骤3)输出频率阈值下限基础上，设定频率负调节非线性下垂系数；
6)将步骤4)、步骤5)得到的频率正调节非线性下垂系数和频率负调节非线性下垂系数共同组成动态下垂系数mi，通过自动调节下垂系数来减少功率调节范围；
7)将步骤6)得到的非线性下垂系数mi替换步骤1)线性储能调频下垂控制方程中传统下垂系数m，得到的新型动态下垂控制方程。
本发明进一步的改进在于，步骤1)的具体实现方法为：模拟同步发电机下垂特性来对储能逆变器进行控制，建立线性储能调频下垂控制方程：ω＝ω0-mp；其中：ω是储能逆变器输出频率；ω0是空载输出频率参考值；m是有功功率下垂系数；p是负载分配的有功功率。
本发明进一步的改进在于，步骤2)的具体实现方法为：将步骤1)线性储能调频下垂控制方程中下垂系数m进行改进，设定输出频率阈值上限ωmax。
本发明进一步的改进在于，步骤3)的具体实现方法为：将步骤1)线性储能调频下垂控制方程中下垂系数m进行改进，设定输出频率阈值下限ωmin。
本发明进一步的改进在于，步骤4)的具体实现方法为：在步骤2)输出频率阈值上限基础上，设定频率正调节非线性下垂系数：
本发明进一步的改进在于，步骤5)的具体实现方法为：在步骤3)输出频率阈值下限基础上，设定频率负调节非线性下垂系数：
本发明进一步的改进在于，步骤6)的具体实现方法为：将步骤4)、步骤5)得到的频率正调节非线性下垂系数和频率负调节非线性下垂系数共同组成动态下垂系数mi：
本发明进一步的改进在于，步骤7)的具体实现方法为：将步骤6)得到的非线性下垂系数mi替换步骤1)线性储能调频下垂控制方程中传统下垂系数m，得到的新型动态下垂控制方程：ω＝ω0-mip。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：
1.本发明提出一种基于非线性下垂控制的储能频率调节方法，可以实现频率精准调节。
2.本发明所提储能频率调节方法，可以有效减少储能调频有功调节范围。
附图说明
图1为储能逆变器线性频率下垂特性图；
图2为储能逆变器非线性频率下垂特性图。
图3为储能逆变器有功调节对比图。
具体实施方式
下面通过附图，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，储能并网控制系统通过模拟同步发电机下垂特性来对逆变器进行控制，传统下垂控制方程为：
ω＝ω0-mp(1)
式(1)中：ω是储能逆变器输出频率；ω0是空载输出频率参考值；m是有功功率下垂系数；p是负载分配的有功功率。传统的下垂控制是一种有差调节。
p-ω下垂特性呈线性关系，既下垂系数m为定值，若采样线性下垂控制，会造成功率调节范围过大问题，严重时造成设备脱网。
如图2所示，本发明提出一种采用非线性下垂控制，减少储能调频有功调节范围的方法。通过自动调节下垂系数来减少功率调节范围。下垂动态系数mi可以表示为：
式(2)中：为了保证下垂控制稳定，设定输出频率阈值上限、下限，既设定ωmax、ωmin。δp为当前输出有功功率与目标有功功率的差值。
如图3所示，当面对同样有功调节，采用非线性下垂控制的功率波动更小，当在a点发生功率波动，下垂系数mi由频率阈值上限处至工作点a逐渐增大，由工作点a至频率阈值下限处逐渐减少。在a点处面对同样调节量δω，传统下垂曲线功率波动δp1大于非线性下垂曲线功率波动δp2，储能逆变器输出功率变化率大幅减少。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
1.一种减少储能调频有功调节范围的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)模拟同步发电机下垂特性来对储能逆变器进行控制，建立线性储能调频下垂控制方程；
2)将步骤1)线性储能调频下垂控制方程中下垂系数m进行改进，设定输出频率阈值上限；
3)将步骤1)线性储能调频下垂控制方程中下垂系数m进行改进，设定输出频率阈值下限；
4)在步骤2)输出频率阈值上限基础上，设定频率正调节非线性下垂系数；
5)在步骤3)输出频率阈值下限基础上，设定频率负调节非线性下垂系数；
6)将步骤4)、步骤5)得到的频率正调节非线性下垂系数和频率负调节非线性下垂系数共同组成动态下垂系数mi，通过自动调节下垂系数来减少功率调节范围；
7)将步骤6)得到的非线性下垂系数mi替换步骤1)线性储能调频下垂控制方程中传统下垂系数m，得到的新型动态下垂控制方程。
2.根据权利要求1所述的一种减少储能调频有功调节范围的方法，其特征在于，步骤1)的具体实现方法为：模拟同步发电机下垂特性来对储能逆变器进行控制，建立线性储能调频下垂控制方程：ω＝ω0-mp；其中：ω是储能逆变器输出频率；ω0是空载输出频率参考值；m是有功功率下垂系数；p是负载分配的有功功率。
3.根据权利要求2所述的一种减少储能调频有功调节范围的方法，其特征在于，步骤2)的具体实现方法为：将步骤1)线性储能调频下垂控制方程中下垂系数m进行改进，设定输出频率阈值上限ωmax。
4.根据权利要求3所述的一种减少储能调频有功调节范围的方法，其特征在于，步骤3)的具体实现方法为：将步骤1)线性储能调频下垂控制方程中下垂系数m进行改进，设定输出频率阈值下限ωmin。
5.根据权利要求4所述的一种减少储能调频有功调节范围的方法，其特征在于，步骤4)的具体实现方法为：在步骤2)输出频率阈值上限基础上，设定频率正调节非线性下垂系数：
6.根据权利要求5所述的一种减少储能调频有功调节范围的方法，其特征在于，步骤5)的具体实现方法为：在步骤3)输出频率阈值下限基础上，设定频率负调节非线性下垂系数：
7.根据权利要求6所述的一种减少储能调频有功调节范围的方法，其特征在于，步骤6)的具体实现方法为：将步骤4)、步骤5)得到的频率正调节非线性下垂系数和频率负调节非线性下垂系数共同组成动态下垂系数mi：
8.根据权利要求7所述的一种减少储能调频有功调节范围的方法，其特征在于，步骤7)的具体实现方法为：将步骤6)得到的非线性下垂系数mi替换步骤1)线性储能调频下垂控制方程中传统下垂系数m，得到的新型动态下垂控制方程：ω＝ω0-mip。
技术总结