湖南大学电气与信息工程学院、国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司的研究人员李欣然、崔曦文、黄际元、黎淑娟、孟娅,在2019年第18期《电工技术学报》上撰文,考虑电网频率特性,提出一种基于虚拟惯性和虚拟下垂动态结合的电池储能电源参与电网一次调频的自适应控制策略。
通过分析储能电源虚拟惯性和虚拟下垂两种控制策略对频率特性的影响,提出一种可随频率偏差值和频率偏差变化率变化而自动调整两种调频模式参与调频的分配比例系数的模型,此模型可实现这两种控制策略的优势互补,同时可实现两种调频模式的平滑切换,可有效地避免控制模式直接切换时引起的二次扰动。
基于此模型提出电池储能电源参与电网一次调频的自适应控制策略,结合调频评估指标,确定储能电源的动作深度,进而得出储能电源的功率和容量配置需求。
最后,分别以阶跃扰动工况和连续扰动工况进行验证,并与虚拟下垂和虚拟惯性直接切换的一次调频控制策略进行对比分析,结果表明所提控制策略能以较小的储能电源的容量配置来满足调频评估指标要求并达到较好的调频效果,同时可减小传统机组的备用容量。
随着化石能源的枯竭,风力发电、光伏发电等新能源发电迅速兴起,因其输出功率具有波动性和不确定性的特征,大规模并网发电势必会对电网造成较大的冲击,加大电网调频压力。因此,传统调频电源已不能满足日益提高的电网调频需求,电池储能电源在电网调频中的优势是当今研究的热点。
电池储能电源运用于辅助电网调频,可充分发挥其动作迅速和调节方式灵活的优势,不仅可显著改善电网调频性能,而且能够有效减小传统机组的调频备用。在电池储能电源辅助电网调频的领域中,控制策略是备受关注的理论与实际工程问题,合理的控制策略不仅能够更好地发挥电池储能电源的调频效果,而且能够有效地减小储能电源的容量配置。
电池储能电源辅助电网一次调频的基本控制策略有虚拟惯性控制和虚拟下垂控制,二者的调频效果各有优势。前者可有效抑制最大频率偏差变化率,缓解频率下降的速度;后者则能有效减小稳态频率偏差。
有学者研究出储能电源抑制风电功率的机理模型,为其辅助电网调频奠定理论基础。
有学者基于模型预测算法计算储能出力来平抑风电波动。