CN117833283A - 一种考虑转速和soc的变系数风储联合一次调频协调控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，涉及电力***调频技术领域，该方法包括：基于获取到的电网频率判断频率偏差是否超出一次调频死区；若超过，基于所述频率偏差确定***调频需求功率；基于获取到的风电机组转速确定当前调频功率，其中，所述当前调频功率为风电机组能够提供的调频功率；基于所述***调频需求功率以及所述当前调频功率确定调频策略；执行所述调频策略，所以，有效解决了相关技术中风速的变化具有一定的延迟性。进而导致风机的输出功率调整不能立即响应电网的一次调频需求的技术问题，实现了保证电力***稳定运行的技术效果。
Description
技术领域
本申请涉及电力***调频技术领域，尤其涉及一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法。
背景技术
新能源机组具有随机性、波动性、低惯量等特点，因此，大规模新能源机组的并网正在改变传统电网运行特性。由于低惯量、弱支撑的新能源机组在电网中的比例不断增加，***转动惯量随之大幅降低，进而导致***频率的支撑和调节能力逐步下降。
在相关技术中，考虑到风电场和储能***的特性，通常采用模糊控制、PID控制或者最优控制，结合实际风速和机组特性，通过调整风轮的转速来实现风电场的输出功率控制。
但是上述方案中，风速是风机输出功率的主要影响因素，但风速的变化是不可预测的，即风速的变化具有一定的延迟性。进而导致风机的输出功率调整不能立即响应电网的一次调频需求，使得电网频率在瞬时发生波动时出现暂时的不稳定。
发明内容
本申请实施例通过提供一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法、设备和可读存储介质，解决了相关技术中风速的变化具有一定的延迟性。进而导致风机的输出功率调整不能立即响应电网的一次调频需求的技术问题，实现了保证电力***稳定运行的技术效果。
本申请实施例提供了一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，所述考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法包括：
基于获取到的电网频率判断频率偏差是否超出一次调频死区；
若超过，基于所述频率偏差确定***调频需求功率；
基于获取到的风电机组转速确定当前调频功率，其中，所述当前调频功率为风电机组能够提供的调频功率；
基于所述***调频需求功率以及所述当前调频功率确定调频策略；
执行所述调频策略。
可选地，所述基于获取到的电网频率判断频率偏差是否超出一次调频死区的步骤包括：
获取***额定频率以及预设的所述一次调频死区；
基于所述电网频率以及所述***额定频率确定所述频率偏差；
当所述频率偏差处于所述一次调频死区对应的区间内时，判定所述频率偏差未超出所述一次调频死区；
否则，判定所述频率偏差超出一次调频死区。
可选地，所述基于所述频率偏差确定***调频需求功率的步骤包括：
基于所述频率偏差和第一系数确定第一功率；
基于所述频率偏差和第二系数确定第二功率；
根据所述第一功率和所述第二功率的差值确定所述***调频需求功率。
可选地，所述基于获取到的风电机组转速确定当前调频功率，其中，所述当前调频功率为风电机组能够提供的调频功率的步骤包括：
确定所述风电机组的历史转速；
确定所述风电机组的虚拟惯性时间常数；
基于所述历史转速、所述风电机组转速以及所述虚拟惯性时间常数确定所述当前调频功率。
可选地，所述基于所述***调频需求功率以及所述当前调频功率确定调频策略的步骤包括：
当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风机参与一次调频；
当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风储共同调频。
可选地，所述当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风机参与一次调频的步骤包括：
当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，联立所述***调频需求功率和风机实际调频功率；
基于联立关系式以及虚拟惯性时间常数，确定惯性系数；
基于所述惯性系数确定变系数虚拟惯性控制策略。
可选地，所述当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风储共同调频的步骤包括：
当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，基于所述频率偏差和采集到的储能设备状态，确定储能设备的下垂系数；
基于所述当前调频功率以及所述下垂系数确定所述调频策略为风储共同调频。
可选地，所述基于获取到的电网频率判断频率偏差是否超出一次调频死区的步骤之后，包括：
若所述频率偏差未超过所述调频死区，根据采集到的储能设备状态判断是否开启储能恢复策略；
若开启，基于所述储能设备状态以及预设的储能最小值、储能中值、储能最大值，分别确定充电恢复系数以及放电恢复系数；
基于所述充电恢复系数以及所述放电恢复系数执行所述储能恢复策略。
此外，本申请还提出一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制设备，所述考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的调频控制程序，所述处理器执行所述调频控制程序时实现如上所述的考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法的步骤。
此外，本申请还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有调频控制程序，所述调频控制程序被处理器执行时实现如上所述的考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法的步骤。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了基于获取到的电网频率判断频率偏差是否超出一次调频死区；若超过，基于所述频率偏差确定***调频需求功率；基于获取到的风电机组转速确定当前调频功率，其中，所述当前调频功率为风电机组能够提供的调频功率；基于所述***调频需求功率以及所述当前调频功率确定调频策略；执行所述调频策略，所以，有效解决了相关技术中风速的变化具有一定的延迟性。进而导致风机的输出功率调整不能立即响应电网的一次调频需求的技术问题，实现了保证电力***稳定运行的技术效果。
附图说明
图1为本申请考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法实施例一的流程示意图；
图2为本申请考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法实施例四中步骤S411-S413的流程示意图；
图3为本申请考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法实施例四中步骤S421-S422的流程示意图；
图4为本申请考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法实施例一中风储联合参与***一次调频控制策略流程图；
图5为本申请考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法实施例五中储能充放电恢复系数曲线示意图；
图6为本申请考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法实施例四中变系数风储联合一次调频效果图；
图7为本申请考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法实施例四中连续负荷扰动下风储一次调频效果图；
图8为本申请考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法实施例五中储能SOC自恢复曲线图；
图9为本申请考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制设备实施例涉及的硬件结构示意图。
具体实施方式
在相关技术中，风速是风机输出功率的主要影响因素，但风速的变化是不可预测的，即风速的变化具有一定的延迟性。进而导致风机的输出功率调整不能立即响应电网的一次调频需求，使得电网频率在瞬时发生波动时出现暂时的不稳定。本申请实施例采用的主要技术方案是：实时采集风电机组并网点的电网频率、风电机组转速以及储能设备状态，进而根据频率偏差确定***调频需求功率以及风电机组当前能够提供的调频功率；然后基于所述***调频需求功率以及所述当前调频功率确定调频策略；进而执行所述调频策略。从而实现了考虑风电机组运行情况和储能SOC（State of Charge，电池的电荷状态）状态协调其参与电力***一次调频，提高风储***参与一次调频的能力，同时考虑储能自恢复，能够保证其SOC在理想范围，提高其持续调节裕度的技术效果。
为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，能够以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例一
本申请实施例一公开了一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，参照图1，所述考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法包括：
步骤S110，基于获取到的电网频率判断频率偏差是否超出一次调频死区。
在本实施例中，电网频率是风电场并网点频率，频率偏差是电网频率和预设值的差值。一次调频死区是预设的闭区间。
作为一种可选实施方式，获取预设的***额定频率，基于电网频率和***额定频率的差值确定频率偏差，获取预设的一次调频死区，判定频率偏差对应的数值是否落在一次调频死区对应的区间内，若在，则判定频率偏差未超出一次调频死区；若不在区间内，则判断频率偏差是超出一次调频死区。
可选地，电网正常运行时，对风电场并网点频率，即电网频率f、风电场实时风速v、风电机组转速ω和储能设备SOC状态进行采样实时检测。其中储能设备SOC状态即储能设备状态。
可选地，步骤S110包括：
获取***额定频率以及预设的所述一次调频死区，获取***额定功率以及预设的一次调频死区。基于所述电网频率以及所述***额定频率确定所述频率偏差；当所述频率偏差处于所述一次调频死区对应的区间内时，判定所述频率偏差未超出所述一次调频死区；否则，判定所述频率偏差超出一次调频死区。
作为一种可选实施方式，获取***的额定频率和功率：从电网监测***或者其他可靠的数据源中获取***的额定频率和功率值。额定频率通常是电网运行时的标准频率，例如50Hz或60Hz。额定功率是***能够提供的最大功率。获取一次调频死区的设定值：一次调频死区是一个预先设定的频率偏差范围，用于判断频率偏差是否显著。该值通常在***调度或调频控制策略中给定。获取电网频率并计算频率偏差：实时获取电网频率数据，并将其与***的额定频率进行比较，计算频率偏差。频率偏差的计算公式为：频率偏差 = 当前电网频率 - ***额定频率。判断频率偏差是否超出一次调频死区：将计算得到的频率偏差与一次调频死区进行比较。如果频率偏差在一次调频死区对应的区间内，则判定频率偏差未超出一次调频死区。否则，判定频率偏差超出一次调频死区。获取***的额定频率和功率，并计算频率偏差。根据一次调频死区的设定值，判断频率偏差是否超出一次调频死区，以确定是否需要进行调频控制。
示例性的，频率偏差是否超过一次调频死区范围[-0.033Hz，0.033Hz]，即|△f|=|f-fN|>0.033，则风机与储能设备参与一次调频。此时，△f为频率偏差，f为实际测量频率，fN是***额定频率为50Hz；一次调频死区为[-0.033Hz，0.033Hz]。
步骤S120，若超过，基于所述频率偏差确定***调频需求功率。
在本实施例中，***调频需求功率即当前电力***不平衡的功率值。
作为一种可选实施方式，基于频率偏差和对应的系数确定对应的功率值，进而确定***调频需求功率。
步骤S130，基于获取到的风电机组转速确定当前调频功率，其中，所述当前调频功率为风电机组能够提供的调频功率。
在本实施例中，基于实时采集的风电机组转速以及风电机组运行的转速范围，确定当前调频功率，当前调频功率是风电机组在当前状态下能够提供的调频功率。
在本实施例中，双馈风机，即风电机组在实际风速下运行时与风机转速的关系：
式中，Cp(λ,β)为风能利用系数，β为桨距角，λ为叶尖速比；v为风速；S为风机叶片旋转面积；ρ为空气密度。风能利用系数Cp还与桨距角β以及风机的叶尖速比λ有关。
步骤S140，基于所述***调频需求功率以及所述当前调频功率确定调频策略。
在本实施例中，调频策略分为风电机组参与一次调频，由储能设备补偿风电机组二次跌落的频率。还包括风电机组和储能设备共同参与***频率调整。
作为一种可选实施方式，根据***调频需求功率以及所述当前调频功率在数值上的大小关系，确定对应的调频策略。
步骤S150，执行所述调频策略。
在本实施例中，在确定好对应的调频策略后，执行对应的调频策略。
作为一种可选实施方式，参照图4，风储***正常运行时，实时检测电网频率f、风电机组转速ω和储能设备状态；然后判断频率偏差△f是否超出一次调频死区；若***频率偏差△f超出一次调频死区，则根据***频率偏差计算***调频所需功率大小，即***调频需求功率；根据风电机组转速及工作范围计算风机，也即风电机组所能提供调频功率大小，即当前调频功率；判断***调频需求功率以及所述当前调频功率两者之间的大小；若***调频需求功率小于当前调频功率，则风机参与调频，储能补偿风机二次跌落的频率；若***调频需求功率大于当前调频功率，则风储共同参与***频率调整。图4中的电池组即储能设备的一种具体的体现。
由于采用了基于获取到的电网频率判断频率偏差是否超出一次调频死区；若超过，基于所述频率偏差确定***调频需求功率；基于获取到的风电机组转速确定当前调频功率，其中，所述当前调频功率为风电机组能够提供的调频功率；基于所述***调频需求功率以及所述当前调频功率确定调频策略；执行所述调频策略，所以，有效解决了相关技术中风速的变化具有一定的延迟性。进而导致风机的输出功率调整不能立即响应电网的一次调频需求的技术问题，实现了保证电力***稳定运行的技术效果。
基于实施例一，本申请实施例二提出一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，步骤S120包括：
步骤S210，基于所述频率偏差和第一系数确定第一功率。
在本实施例中，第一系数是发电机调频系数，第一功率是传统机组响应频率的变化发出的有功功率。
基于频率偏差和第一系数的乘积确定第一功率。
步骤S220，基于所述频率偏差和第二系数确定第二功率。
在本实施例中，第二系数是负荷调频系数，第二功率是负荷响应频率变化减少的有功功率。
基于频率偏差和第二系数的乘积确定第二功率。
步骤S230，根据所述第一功率和所述第二功率的差值确定所述***调频需求功率。
在本实施例中，基于第一功率和第二功率的差值确定***调频需求功率。
作为一种可选实施方式，根据***频率偏差计算***调频功率，判断***所需调频功率与风机调频功率大小；计算方法如下：
△PG为传统机组响应频率的变化发出的有功功率，△PL为负荷响应频率变化减少的有功功率，KG为发电机调频系数，KL为负荷调频系数，△Pa为***不平衡功率，即***调频需求功率。
由于采用了基于所述频率偏差和第一系数确定第一功率；基于所述频率偏差和第二系数确定第二功率；根据所述第一功率和所述第二功率的差值确定所述***调频需求功率。实现了准确计算当前***调频需求功率，进而确定***不平衡的量化状态，提供风电机组一次调频的准确性。
基于实施例一，本申请实施例三提出一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，步骤S130包括：
步骤S310，确定所述风电机组的历史转速。
在本实施例中，历史转速是风电机组以当前时刻为基准，上一次调频动作时对应的风电机组转速。
作为一种可选实施方式，由于风电机组的调频动作是一个动态过程，因此获取上一时刻对应的风电机组转速为历史转速。
步骤S320，确定所述风电机组的虚拟惯性时间常数。
在本实施例中，确定风电机组预设的虚拟惯性时间常数。
步骤S330，基于所述历史转速、所述风电机组转速以及所述虚拟惯性时间常数确定所述当前调频功率。
在本实施例中，基于历史转速和风电机组转速确定转速差。根据历史转速、风电机组转速和转速差确定第一等式。基于虚拟惯性时间常数以及历史转速对应的微分、风电机组转速对应的微分，确定当前调频功率。
示例性的，风机可参与一次调频的有功功率标幺值为：
式中HW为风机虚拟惯性时间常数，ω1为t1时刻双馈风机未参与***调频后的转速，即历史转速；ω2为t2时刻双馈风机参与***调频后的转速，即风电机组转速；△ω为风机调频前后的转速差，△P为双馈风机可参与一次调频的有功功率，即当前调频功率。其中，需要保证风机调整后转速在其可正常工作变化范围0.7~1.2pu之间。
在本实施例中，风电机组转速ω为实时测量值，其标幺值为ω*，其转速范围区间为0.7~1.2pu，即转速的最大值ω* max和最小值ω* min分别为1.2pu和0.7pu。
由于采用了确定所述风电机组的历史转速；确定所述风电机组的虚拟惯性时间常数；基于所述历史转速、所述风电机组转速以及所述虚拟惯性时间常数确定所述当前调频功率。实现了准确确定风电机组在实时调频中，每个时刻可调频功率的准确值，提升调频准确性。
基于实施例一，本申请实施例四提出一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，步骤S140包括：
步骤S410，当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风机参与一次调频；
步骤S420，当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风储共同调频。
在本实施例中，确定***调频需求功率以及所述当前调频功率的大小关系，当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风机参与一次调频，即风机参与调频，储能补偿风机二次跌落的频率。当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，即风电机组不足以单独执行调频动作，确定所述调频策略为风储共同调频，即风电机组和储能设备共同参与***频率调整。
可选地，参照图2，步骤S410包括：
步骤S411，当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，联立所述***调频需求功率和风机实际调频功率。
在本实施例中，当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，确定***调频需求功率对应的第一表达式，以及风机实际调频功率对应的第二表达式。
作为一种可选实施方式，确定风机参与一次调频的实际有功功率为：
其中，SW表示风机容量。
步骤S412，基于联立关系式以及虚拟惯性时间常数，确定惯性系数。
在本实施例中，基于联立后的联立关系式，引入惯性系数。惯性系数为风机采用虚拟惯性控制方式接入电网其虚拟惯性控制使用的系数。
作为一种可选实施方式，确定参考惯性系数Kdf可表示为：
式中，SW表示风机容量，v表示风速，CpN表示风能系数额定值。H即为HW。即基于风速和风电机组转速确定惯性参数a，基于惯性参数、风速、风机额定转速、风机容量以及虚拟惯性时间常数，确定参考惯性系数。
示例性的，CpN=0.593，ωN=1500。其中，ωN为风机额定转速。
进一步地，基于参考惯性系数确定惯性系数，为了尽可能使得风机能够在转速范围内提供尽可能多的有功功率来参与***的一次调频，风机使用变系数虚拟惯性控制方式其变系数虚拟惯性控制中的惯性系数为：
式中当△f<0，K1=1；当△f>0，K1=-1。
在确定惯性系数之后，代入至联立关系式，有：
步骤S413，基于所述惯性系数确定变系数虚拟惯性控制策略。
在本实施例中，基于确定的惯性系数确定的变系数虚拟惯性控制策略，控制风电机组输出功率进行一次调频。与风机能够参与一次调频能力比较，能够尽可能利用风机本身调频能力进行一次调频，有效减少储能设备调频次数，避免调频资源浪费。
可选地，参照图3，步骤S420包括：
步骤S421，当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，基于所述频率偏差和采集到的储能设备状态，确定储能设备的下垂系数。
在本实施例中，当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，需要风电机组以及储能设备共同执行一次调频，当风电机组执行一次调频时，使用变系数虚拟惯性控制策略，即有：
当储能参与一次调频，储能SOC变系数下垂控制策略，储能设备的下垂系数是该策略的控制系数。
示例性的，基于频率差值与零的大小关系，确定***需要电池组放电或者电池组充电。储能参与一次调频，储能SOC变系数下垂控制策略：
当△f<0，即***需要电池组放电时，其下垂系数的公式为：
当△f>0，即***需要电池组充电时，其下垂系数的公式为：
式中，SOCt为当前时刻储能设备的SOC值，KBESS为储能设备参与一次调频的下垂控制系数，即下垂系数。
步骤S422，基于所述当前调频功率以及所述下垂系数确定所述调频策略为风储共同调频。
在本实施例中，基于当前调频功率以及确定惯性系数，确定风电机组的一次调频策略，基于确定的下垂系数，确定储能设备的一次调频策略。
作为本实施的一个示例，参照图6，图6给出了变系数风储联合一次调频，与风储不调频，以及风储额定功率者三种情况下的调频效果对比。搭建了三机九节点仿真模型对所提风储联合一次调频协调控制方法进行分析，该***机组包括1台100MW的火电机组，1台100MW的水电机组，35台单机容量为1.5MW的双馈风机以及储能电池的容量为0.25MWh，电池组初始SOC为0.7。load1、load2、load3为***所带负荷，分别为117MW、95MW、37.5MW。load4为20MW可调负荷。
Step1：风储***正常运行时，实时检测电网频率f、风电机组转速和储能设备SOC状态；
Step2：***负荷在10s时突增了25MW，判断频率偏差△f是超出了一次调频死区进入Step3；
Step3：根据***频率偏差计算***调频功率和当前风机所能提供参与调频的功率
Step4：判断***所需调频功率与风机调频功率大小；若***所需调频功率小于风机调频功率，则风机参与调频，储能补偿风机二次跌落的频率；若***所需调频功率大于风机调频功率，则风储共同参与***频率调整；
其中，双馈风机在实际风速下运行时与风机转速的关系
式中，Cp(λ,β)为风能利用系数，β为桨距角，λ为叶尖速比；v为风速；S为风机叶片旋转面积；ρ为空气密度。风能利用系数Cp还与桨距角β以及风机的叶尖速比λ有关。
根据***频率偏差计算***调频功率，判断***所需调频功率与风机调频功率大小；计算方法如下：
△PG为传统机组响应频率的变化发出的有功功率，△PL为负荷响应频率变化减少的有功功率，KG为发电机调频系数，KL为负荷调频系数，△Pa为***不平衡功率。
式中，△P为双馈风机可参与一次调频的有功功率，ω1为t1时刻双馈风机未参与***调频后的转速，ω2为t2时刻双馈风机参与***调频后的转速，△ω为风机调频前后的转速差。其中，需保证风机调整后转速标幺值在其可正常工作变化范围0.7~1.2pu之间。
风储参与一次调频判别如下：
△P≥△Pa，则风机参与一次调频，储能补偿风机二次跌落的频率
△P<△Pa，则风储共同参与***频率调整
双馈风机参与一次调频，风机使用变系数虚拟惯性控制策略：
式中，ω*为风机转速的标幺值，ω* min为双馈风机转子最小转速，ω* max为双馈风机转子最大转速。本文转速的最大值ω* max和最小值ω* min分别为1.2pu和0.7pu。当△f<0，K1=1；当△f>0，K1=-1。
式中，SW表示风机容量，v表示风速，CpN表示风能系数额定值，ωN表示风机的额定转速。
储能参与一次调频，储能SOC变系数下垂控制策略：
当△f<0，即***需要电池组放电时，其下垂系数的公式为：
当△f>0，即***需要电池组充电时，其下垂系数的公式为：
式中，SOCt为当前时刻电池组SOC值，KBESS为储能参与一次调频的下垂控制系数。
作为本实施例的另一个示例，搭建了三机九节点仿真模型对所提风储联合一次调频协调控制方法进行分析，该***机组包括1台100MW的火电机组，1台100MW的水电机组，35台单机容量为1.5MW的双馈风机以及储能电池的容量为0.25MWh，电池组初始SOC为0.3。load1、load2、load3为***所带负荷，分别为117MW、95MW、37.5MW。***施加连续负荷扰动，其波动范围为（-0.03pu-0.04pu）。
具体实施步骤为：
Step1：风储***正常运行时，实时检测电网频率f、风电机组转速和储能设备SOC状态；
Step2：参照图7，***施加连续负荷扰动，判断频率偏差∆f是否超出了一次调频死区[-0.033Hz，0.033Hz]；若超出了一次调频死区进入Step3，否则进入Step5；
Step3：根据***频率偏差计算***调频功率和当前风机所能提供参与调频的功率
Step4：判断***所需调频功率与风机调频功率大小；若***所需调频功率小于风机调频功率，则风机参与调频，储能补偿风机二次跌落的频率；若***所需调频功率大于风机调频功率，则风储共同参与***频率调整；
Step5：判断***频率偏差△f是否为正；若***频率偏差为正且储能SOC小于SOCmid时，储能设备启动恢复策略，否则退出风储一次调频。
由于采用了当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风机参与一次调频；当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风储共同调频。考虑实际风速和双馈风机转速，保证其在正常转速运行范围，根据风机转速改变其虚拟惯性控制系数，使风机能够在当前运行状态下尽可能多地提供有功功率参与***一次调频。同时，结合储能SOC状态，改变其参与一次调频的下垂控制系数，保证储能设备能够长时有效具有一次调频能力。
基于实施例一，本申请实施例五提出一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，步骤S110之后，包括：
步骤S510，若所述频率偏差未超过所述调频死区，根据采集到的储能设备状态判断是否开启储能恢复策略；
步骤S520，若开启，基于所述储能设备状态以及预设的储能最小值、储能中值、储能最大值，分别确定充电恢复系数以及放电恢复系数；
步骤S530，基于所述充电恢复系数以及所述放电恢复系数执行所述储能恢复策略。
作为一种可选实施方式，对于频率偏差未超过调频死区的情况，采集储能设备的状态数据。储能设备状态数据可以包括储能装置的当前充电状态、放电状态、储能容量等信息。基于采集到的储能设备状态数据，判断是否开启储能恢复策略。可以根据预设的条件来进行判断，例如当储能容量低于预设的储能最小值时，可以选择开启储能恢复策略。如果开启储能恢复策略，根据储能设备状态以及预设的储能最小值、储能中值、储能最大值，分别确定充电恢复系数和放电恢复系数。充电恢复系数和放电恢复系数可以根据储能设备的当前状态和储能容量来确定。例如，当储能容量低于预设的储能最小值时，可以设定较大的充电恢复系数来提高充电速度；当储能容量高于预设的储能中值时，可以设定较小的放电恢复系数来降低放电速度。基于确定的充电恢复系数和放电恢复系数，执行储能恢复策略。根据当前储能设备的状态和恢复系数，调节充电和放电速率来控制储能装置的充放电过程。例如，根据充电恢复系数来提高充电速率，或根据放电恢复系数来降低放电速率，以实现储能设备状态的恢复。
示例性的，若|△f|=|f-fN|<0.033且△f>0，则储能启动自恢复策略，参照图5，具体如下：
电池组充电恢复系数KHF为：
电池组放电恢复系数为：
式中，式中SOCmin为储能SOC最小值设为0.2，SOCmid为储能SOC预期值设为0.5，SOCmax为储能SOC最大值设为0.8。参照图8，图8为储能SOC自恢复曲线图。
由于采用了若所述频率偏差未超过所述调频死区，根据采集到的储能设备状态判断是否开启储能恢复策略；若开启，基于所述储能设备状态以及预设的储能最小值、储能中值、储能最大值，分别确定充电恢复系数以及放电恢复系数；基于所述充电恢复系数以及所述放电恢复系数执行所述储能恢复策略；进而实现了考虑自放电导致SOC下降，通过储能自恢复策略保证充放电情况下电池组留有调频容量裕度最多，同时浅充浅放方式提高储能设备的使用寿命的技术效果。
本申请还提出一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制设备，参照图9，图9为本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制设备结构示意图。
如图9所示，该考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（Central Processing Unit，CPU），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（WIreless-FIdelity，WI-FI）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）存储器，也可以是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构并不构成对考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
可选地，存储器1005与处理器1001电性连接，处理器1001可用于控制存储器1005的运行，还可以读取存储器1005中的数据以实现考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制。
可选地，如图9所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作***、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及调频控制程序。
可选地，在图9所示的考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制设备中，网络接口1004主要用于与其他设备进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本申请考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制设备中。
如图9所示，所述考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的调频控制程序，并执行本申请实施例提供的考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法的相关步骤操作：
基于获取到的电网频率判断频率偏差是否超出一次调频死区；
若超过，基于所述频率偏差确定***调频需求功率；
基于获取到的风电机组转速确定当前调频功率，其中，所述当前调频功率为风电机组能够提供的调频功率；
基于所述***调频需求功率以及所述当前调频功率确定调频策略；
执行所述调频策略。
可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的调频控制程序，还执行以下操作：
获取***额定频率以及预设的所述一次调频死区；
基于所述电网频率以及所述***额定频率确定所述频率偏差；
当所述频率偏差处于所述一次调频死区对应的区间内时，判定所述频率偏差未超出所述一次调频死区；
否则，判定所述频率偏差超出一次调频死区。
可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的调频控制程序，还执行以下操作：
基于所述频率偏差和第一系数确定第一功率；
基于所述频率偏差和第二系数确定第二功率；
根据所述第一功率和所述第二功率的差值确定所述***调频需求功率。
可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的调频控制程序，还执行以下操作：
确定所述风电机组的历史转速；
确定所述风电机组的虚拟惯性时间常数；
基于所述历史转速、所述风电机组转速以及所述虚拟惯性时间常数确定所述当前调频功率。
可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的调频控制程序，还执行以下操作：
当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风机参与一次调频；
当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风储共同调频。
可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的调频控制程序，还执行以下操作：
当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，联立所述***调频需求功率和风机实际调频功率；
基于联立关系式以及虚拟惯性时间常数，确定惯性系数；
基于所述惯性系数确定变系数虚拟惯性控制策略。
可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的调频控制程序，还执行以下操作：
当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，基于所述频率偏差和采集到的储能设备状态，确定储能设备的下垂系数；
基于所述当前调频功率以及所述下垂系数确定所述调频策略为风储共同调频。
可选地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的调频控制程序，还执行以下操作：
若所述频率偏差未超过所述调频死区，根据采集到的储能设备状态判断是否开启储能恢复策略；
若开启，基于所述储能设备状态以及预设的储能最小值、储能中值、储能最大值，分别确定充电恢复系数以及放电恢复系数；
基于所述充电恢复系数以及所述放电恢复系数执行所述储能恢复策略。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（***）和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框，以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本申请可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二，以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，其特征在于，所述考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法包括：
基于获取到的电网频率判断频率偏差是否超出一次调频死区；
若超过，基于所述频率偏差确定***调频需求功率；
基于获取到的风电机组转速确定当前调频功率，其中，所述当前调频功率为风电机组能够提供的调频功率；
基于所述***调频需求功率以及所述当前调频功率确定调频策略；
执行所述调频策略；
所述基于所述频率偏差确定***调频需求功率的步骤包括：
基于所述频率偏差和第一系数确定第一功率；
基于所述频率偏差和第二系数确定第二功率；
根据所述第一功率和所述第二功率的差值确定所述***调频需求功率；
所述基于获取到的风电机组转速确定当前调频功率，其中，所述当前调频功率为风电机组能够提供的调频功率的步骤包括：
确定所述风电机组的历史转速；
确定所述风电机组的虚拟惯性时间常数；
基于所述历史转速、所述风电机组转速以及所述虚拟惯性时间常数确定所述当前调频功率。
2.如权利要求1所述的考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，其特征在于，所述基于获取到的电网频率判断频率偏差是否超出一次调频死区的步骤包括：
获取***额定频率以及预设的所述一次调频死区；
基于所述电网频率以及所述***额定频率确定所述频率偏差；
当所述频率偏差处于所述一次调频死区对应的区间内时，判定所述频率偏差未超出所述一次调频死区；
否则，判定所述频率偏差超出一次调频死区。
3.如权利要求1所述的考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，其特征在于，所述基于所述***调频需求功率以及所述当前调频功率确定调频策略的步骤包括：
当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风机参与一次调频；
当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风储共同调频。
4.如权利要求3所述的考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，其特征在于，所述当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风机参与一次调频的步骤包括：
当所述当前调频功率大于或者等于所述***调频需求功率时，联立所述***调频需求功率和风机实际调频功率；
基于联立关系式以及虚拟惯性时间常数，确定惯性系数；
基于所述惯性系数确定变系数虚拟惯性控制策略。
5.如权利要求3所述的考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，其特征在于，所述当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，确定所述调频策略为风储共同调频的步骤包括：
当所述当前调频功率小于所述***调频需求功率时，基于所述频率偏差和采集到的储能设备状态，确定储能设备的下垂系数；
基于所述当前调频功率以及所述下垂系数确定所述调频策略为风储共同调频。
6.如权利要求1所述的考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法，其特征在于，所述基于获取到的电网频率判断频率偏差是否超出一次调频死区的步骤之后，包括：
若所述频率偏差未超过所述调频死区，根据采集到的储能设备状态判断是否开启储能恢复策略；
若开启，基于所述储能设备状态以及预设的储能最小值、储能中值、储能最大值，分别确定充电恢复系数以及放电恢复系数；
基于所述充电恢复系数以及所述放电恢复系数执行所述储能恢复策略。
7.一种考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的调频控制程序，所述处理器执行所述调频控制程序时实现如权利要求1至6任一项所述的考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有调频控制程序，所述调频控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的考虑转速和SOC的变系数风储联合一次调频协调控制方法的步骤。
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