(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
合肥旅行团(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011190400.5
(22)申请日 2020.10.30
(71)申请人 南京因泰莱电器股份有限公司
地址 211100 江苏省南京市江宁区天元东
路52号
申请人 南京因泰莱软件技术有限公司
(72)发明人 张杭　陈国富　张燕　
(74)专利代理机构 江苏圣典律师事务所 32237
代理人 韩天宇
(51)Int.Cl.
H02J  3/48(2006.01)
H02J  3/32(2006.01)
H02J  3/16(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供了一种电池储能系统调频调压
方法，初始化时先判断当前工作在哪种曲线模
式，曲线模式包括三种模式：功率频率曲线模式、
无功电压曲线模式、功率因数电压曲线模式；然
后按照该选定的模式进行计算，得出当前输出的
有功、无功功率，输出执行。本发明能够实现系统
一次调频调压，降低发电机组调节压力、提高电
力系统稳定性。权利要求书2页  说明书4页  附图2页CN 112421688 A 2021.02.26
C N  112421688
A
1.一种电池储能系统调频调压方法，其特征在于：初始化时先判断当前工作在哪种曲线模式，曲线模式包括三种模式：P/f功率频率曲线模式、Q/U无功电压曲线模式、PF/U功率因数电压曲线模式；然后按照该选定的模式进行计算，得出当前输出的有功、无功功率，输出至PCS执行。
2.根据权利要求1所述的电池储能系统调频调压方法，其特征在于：所述的P/f曲线模式为调频模式，根据当前频率f和当前电池电量Soc得出储能系统的输出有功功率P和输出无功功率Q，计算过程具体如下：
1.1)实时计算当前需要设定的无功功率Q＝Min(Q set,Q limit)，发出无功功率；
1.2)当f≤f1时，放电，P＝P max_discharge；
1.3)当f1＜f≤f2时，放电，P＝(P max_discharge/(f2-f1))*(f2-f)；
1.4)当f2＜f≤f3时，当Soc＜Soc l时，充电，P＝P max_charge*Percent p；
当Soc l≤Soc≤Soc h时，不充不放，P＝0；
当Soc＞Soc h时，放电，P＝P max_discharge*Percent p；
1.5)当f3＜f≤f4时，充电，P＝(P max_charge/(f4-f3))*(f-f3)；
1.6)当f＞f4时，充电，P＝P max_charge；
上述所述中，P max_discharge为储能系统最大放电功率，P max_charge为系
统最大充电功率，f1/f2/f3/f4分别对应频率的超低、低、高、超高值，Q limit为无功设定限值，S max为储能系统最大视在功率，Soc h为电池电量高值，Soc l为电池电量低值，Percent p为常态充放电功率百分比。
3.根据权利要求1所述的电池储能系统调频调压方法，其特征在于：所述的Q/U曲线模式为调压模式，根据当前电压U和电池电量Soc得出储能系统的输出有功功率P和输出无功功率Q，具体计算过程如下：
2.1)根据当前电池电量Soc实时计算当前充放电功率P，保证电池容量正常：
当Soc＜Soc l时，充电，P＝Min(P set,P limit)；
当Soc l≤Soc≤Soc h时，不充不放，P＝0；
当Soc＞Soc h时，放电，P＝Min(P set,P limit)；
2.2)当U≤U1时，发出无功，Q＝Q max_capacitive；
2.3)当U1＜U≤U2时，发出无功，Q＝(Q max_capacitive/(U2-U1))*(U2-U)；
2.4)当U2＜U≤U3时，Q＝0；
2.5)当U3＜U≤U4时，吸收无功，Q＝(Q max_inductive/(U4-U3))*(U-U3)；
2.6)当U＞U4时，吸收无功，Q＝Q max_inductive；
上述所述中，Q max_capacitive为储能系统能够发出的最大无功功率，
Q max_inductive为系统能够吸收的最大无功功率，U1/U2/U3/U4分别对应电压的超低、低、高、超高值，P limit为有功设定限值，S max为储能系统最大视在功率，Soc h为电池电量高值，Soc l为电池电量低值。
高梓淇蔡琳4.根据权利要求1所述的电池储能系统调频调压方法，其特征在于：所述的PF/U曲线模式为调压模式，根据当前电压U和电池电量Soc得出储能系统的输出有功功率P和输出功率
因数PF，具体计算过程如下：
3.1)根据当前电池电量Soc实时计算当前充放电功率P，保证电池容量正常：
当Soc＜Soc l时，启动充电，P＝Percent p*P max_charge，至Soc＞Soc h，转为放电；
当Soc＞Soc h时，启动放电，P＝Percent p*P max_discharge，至Soc＜Soc l，转为充电；
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3.2)当U≤U1时，设定容性功率因数，PF＝PF capacitive；
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3.3)当U1＜U≤U2时，设定容性，PF＝((1-PF capacitive)/(U2-U1))*(U2-U)；
3.4)当U2＜U≤U3时，PF＝100％；
3.5)当U3＜U≤U4时，设定感性，PF＝((1-PF inductive)/(U4-U3))*(U-U3)；
3.6)当U＞U4时，设定感性功率因数，PF＝PF inductive；
上述所述中，PF capacitive为储能系统对应的容性功率因数值，PF inductive为储能系统对应的感性功率因数值，P max_discharge为储能系统最大放电功率，P max_charge为系统最大充电功率，U1/U2/U3/U4分别对应电压的超低、低、高、超高值，Soc h为电池电量高值，Soc l为电池电量低值，Percent p为常态充放电功率百分比。
电池储能系统调频调压方法
技术领域
[0001]本发明涉及新能源电力技术领域，具体是一种电池储能系统调频调压方法。
背景技术
[0002]近年来，随着储能电池成本的显著下降，加速了储能系统的商业化应用，储能系统在电力系统各个领域的应用迅速展开。目前储能系统主要的应用场景为用电侧的调峰功能，考虑到储能系统的快速响应特性和容量相对较小的特点，可以考虑将储能系统应用于一次调频调压系统，针对幅值小、周期短、随机性强的微小变动负荷进行调节，以降低发电机组调节压力、提高电力系统稳定性。可是目前储能系统的调频、调压策略不明确，电池电量如何能得到有效的保证，如何将储能系统的电池充放电和调频、调压功能有效的结合，实现电池电量的最大化利用，等等问题都亟待解决。
发明内容
[0003]本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种电池储能系统调频调压方法，能够实现系统一次调频调压，降低发电机组调节压力、提高电力系统稳定性。
[0004]本发明提供了一种电池储能系统调频调压方法，初始化时先判断当前工作在哪种曲线模式，曲线模式包括三种模式：P/f功率频率曲线模式、Q/U无功电压曲线模式、PF/U功率因数电压曲线模式；然后按照该选定的模式进行计算，得出当前输出的有功、无功功率，输出至PCS执行。
[0005]所述的P/f曲线模式为调频模式，根据当前频率f和当前电池电量Soc得出储能系统的输出有功功率P和输出无功功率Q，计算过程具体如下：
[0006]  1.1)实时计算当前需要设定的无功功率Q＝Min(Q set,Q limit)，发出无功功率；[0007]  1.2)当f≤f1时，放电，P＝P max_discharge；
不一样的自己[0008]  1.3)当f1＜f≤f2时，放电，P＝(P max_discharge/(f2-f1))*(f2-f)；
[0009]  1.4)当f2＜f≤f3时，当Soc＜Soc l时，充电，P＝P max_charge*Percent p；
[0010]当Soc l≤Soc≤Soc h时，不充不放，P＝0；
[0011]当Soc＞Soc h时，放电，P＝P max_discharge*Percent p；
[0012]  1.5)当f3＜f≤f4时，充电，P＝(P max_charge/(f4-f3))*(f-f3)；
[0013]  1.6)当f＞f4时，充电，P＝P max_charge；
[0014]上述所述中，P m a x_d i s c h a r g e为储能系统最大放电功率，
P max_charge为系统最大充电功率，f1/f2/f3/f4分别对应频率的超低、低、高、超高值，Q limit为无功设定限值，S max为储能系统最大视在功率，Soc h为电池电量高值，Soc l为电池电量低值，Percent p为常态充放电功率百分比。
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[0015]所述的Q/U曲线模式为调压模式，根据当前电压U和电池电量Soc得出储能系统的输出有功功率P和输出无功功率Q，具体计算过程如下：
[0016]  2.1)根据当前电池电量Soc实时计算当前充放电功率P，保证电池容量正常：[0017]当Soc＜Soc l时，充电，P＝Min(P set,P limit)；
[0018]当Soc l≤Soc≤Soc h时，不充不放，P＝0；
[0019]当Soc＞Soc h时，放电，P＝Min(P set,P limit)；
[0020]  2.2)当U≤U1时，发出无功，Q＝Q max_capacitive；
[0021]  2.3)当U1＜U≤U2时，发出无功，Q＝(Q max_capacitive/(U2-U1))*(U2-U)；
[0022]  2.4)当U2＜U≤U3时，Q＝0；
[0023]  2.5)当U3＜U≤U4时，吸收无功，Q＝(Q max_inductive/(U4-U3))*(U-U3)；
[0024]  2.6)当U＞U4时，吸收无功，Q＝Q max_inductive；
[0025]上述所述中，Q max_capacitive为储能系统能够发出的最大无功
功率，Q max_inductive为系统能够吸收的最大无功功率，U1/U2/U3/U4分别对应电压的超低、低、高、超高值，P limit为有功设定限值，S max为储能系统最大视在功率，Soc h为电池电量高值，Soc l为电池电量低值。
[0026]所述的PF/U曲线模式为调压模式，根据当前电压U和电池电量Soc得出储能系统的输出有功功率P和输出功率因数PF，具体计算过程如下：
[0027]  3.1)根据当前电池电量Soc实时计算当前充放电功率P，保证电池容量正常：[0028]当Soc＜Soc l时，启动充电，P＝Percent p*P max_charge，至Soc＞Soc h，转为放电；[0029]当Soc＞Soc h时，启动放电，P＝Percent p*P max_discharge，至Soc＜Soc l，转为充电；[0030]  3.2)当U≤U1时，设定容性功率因数，PF＝PF capacitive；
[0031]  3.3)当U1＜U≤U2时，设定容性，PF＝((1-PF capacitive)/(U2-U1))*(U2-U)；[0032]  3.4)当U2＜U≤U3时，PF＝100％；
[0033]  3.5)当U3＜U≤U4时，设定感性，PF＝((1-PF inductive)/(U4-U3))*(U-U3)；[0034]  3.6)当U＞U4时，设定感性功率因数，PF＝PF inductive；
[0035]上述所述中，PF capacitive为储能系统对应的容性功率因数值，PF inductive为储能系统对应的
感性功率因数值，P max_discharge为储能系统最大放电功率，P max_charge为系统最大充电功率，U1/U2/U3/U4分别对应电压的超低、低、高、超高值，Soc h为电池电量高值，Soc l为电池电量低值，Percent p为常态充放电功率百分比。
[0036]进一步改进，
[0037]本发明有益效果在于：本发明实现了电池储能系统的调频调压方法，具有明确的储能系统调频、调压策略，并在调频调压过程中能有效的结合当前状态对电池进行充放电，使电池电量处于合理范围，保证储能系统能够及时做出响应。本方法应用于电池储能系统，能够实现系统一次调频调压，降低发电机组调节压力、提高电力系统稳定性。
附图说明
[0038]图1为本发明流程示意图；
[0039]图2为P/f功率频率曲线示意图；
[0040]图3为Q/U无功电压曲线示意图；
[0041]图4为PF/U功率因数电压曲线示意图。