【一次调频】考虑储能电池参与一次调频技术经济模型的容量配置方法（Matlab代码实现）

目录

[💥1 概述](#💥1 概述)

[1.1 文献来源](#1.1 文献来源)

[1.2 储能电池参与一次调频的方法](#1.2 储能电池参与一次调频的方法)

[1.3 流程图](#1.3 流程图)

[📚2 运行结果](#📚2 运行结果)

[2.1 数据](#2.1 数据)

[2.2 文献结果](#2.2 文献结果)

[2.3 复现结果](#2.3 复现结果)

[🎉3 参考文献](#🎉3 参考文献)

[🌈4 Matlab代码、数据、文章讲解](#🌈4 Matlab代码、数据、文章讲解)

💥1 概述

1.1 文献来源

摘要：规模间歇电源并网引起的电网频率问题,导致对引入储能辅助调频的研究越发迫切。提出一种考虑储能电池参与一次调频技术经济模型的容量配置方法。阐述了储能电池功率和容量设计的通用方法;通过分析储能电池在调频运行过程中的成本和效益,基于全寿命周期理论,运用净现值法结合仿真模型构建储能电池参与一次调频的技术经济模型;设计了一种储能电池参与一次调频的充放电策略,在此基础上,考虑受风电出力波动影响的电网综合负荷,从与之对应的电网频率信号波动特性出发,在确定的电网调频及储能电池运行要求约束下,得出调频效果最优、经济性最优以及两者综合最优目标下的储能电池容量配置方案。仿真结果表明了该方法的合理性及有效性。本研究有助于推动储能电池在辅助调频服务上的示范与工程化应用。

关键词：

储能电池;一次调频;成本---效益;容量配置;

1.2 储能电池参与一次调频的方法

在图1 中，当负荷突然增加时，负荷频率特性曲线将由 L1( Δf) 移至 L2 ( Δf) ，由传统电源的功频曲线G( Δf) 可知其会自动增加出力，以阻止频率进一步下降，电网运行点将由稳定运行点 a 移至 b 点，对应的频率偏差从 0 下降至 Δf1 ( 其为负值) 。此时，利用储能电池模拟传统电源的下垂特性以实现参与一次调频，通过设置储能电池的虚拟单位调节功率 KE，对应储能电池的出力为如图 1 所示的 PE值。电网中的传统电源功率或负荷发生变化时，必然会引起电网频率的变化。当电网供电大于负荷需求时，电网频率会上升，依图 1 可知此时应控制储能电池从电网吸收功率; 当电网供电小于负荷需求时，电网频率会下降，此时应控制储能电池释放功率至电网。

在储能参与一次调频的方法确定的基础上，通过模拟传统电源的下垂特性，即建立起频率增量与储能出力的内在联系，实现储能参与一次调频; 然后结合仿真模型( 其中的阻容元件体现了储能在运行过程中的能量损耗) ，并计及功率转换系统 PCS( 包括 DC-DC和 DC-AC 变换器) ，进而形成储能参与电网调频的物理特性模型。

1.3 流程图

📚 2 运行结果

2.1 数据

2.2 文献结果

然后：基于储能参与一次调频的充放电策略，分别以一次调频效果最优、经济性最优和两者综合最优为目标，对控制变量 QSOC，high、QSOC，low、Pbuy ( 即 σb 、Prated ) 和 Psell ( 即 σs、Prated ) 进行寻优。

2.3 复现结果

本文基于粒子群算法求解，迭代图如下：

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输出结果
J1  Qsoc,high  Qsoc,low   P,buy  P,sell  P,rated  Qsoc,rms   E,rated

J1 =

    0.0093


Qsoc_high =

    0.7021


Qsoc_low =

    0.6986


P_buy =

     0


P_sell =

    5.2465


P_rated =

     7


Qsoc_rms =

    0.1149


E_rated =

    2.2400

🎉3 参考文献

部分理论来源于网络，如有侵权请联系删除。

$1$ 黄际元,李欣然,常敏,黎淑娟,刘卫健.考虑储能电池参与一次调频技术经济模型的容量配置方法 $J$ .电工技术学报,2017,32(21):112-121.DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.l70704.