本申請涉及電力控制，且更為具體地，涉及一種儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法。

背景技術：

1、隨著全球經濟的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)作為現代社會的關鍵基礎設施，其規(guī)模正以前所未有的速度不斷擴張，所承載的負荷需求也在持續(xù)攀升，其頻率穩(wěn)定性問題愈發(fā)關鍵。電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定依賴于負荷功率與發(fā)電功率之間的動態(tài)平衡，一旦失衡引發(fā)電網頻率偏差，將嚴重威脅系統(tǒng)安全運行，全球多地都曾因頻率偏差發(fā)生電力故障。

2、為解決負荷與發(fā)電資源分布不均，多區(qū)域電力系統(tǒng)借助聯絡線調配資源。這種方式在一定程度上緩解了發(fā)電資源分布不均的矛盾，但各區(qū)域負荷變化仍然會對全局頻率產生不利影響，并且聯絡線功率偏差也會顯著影響電力系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。負荷頻率控制（load?frequency?control,?lfc）作為自動發(fā)電控制的核心功能之一，其在維持發(fā)電功率和負荷功率平衡、保持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定方面發(fā)揮著關鍵作用?，F有的lfc控制策略包括基于灰狼優(yōu)化算法的pid控制器、mvo算法與改進目標函數的控制策略、結合ipoa與pidd2-foi的控制方法以及分數階pid控制器等。這些方法雖然能在一定程度上將頻率偏差收斂至零，但仍存在暫態(tài)響應超調過大、收斂時間較長等問題，且控制器輸出幅值波動較大，不易滿足電力系統(tǒng)安全高效運行的需求。此外，在儲能系統(tǒng)參與頻率控制時，若輸入信號無飽和限制，電力系統(tǒng)頻率驟變會使儲能系統(tǒng)輸出超設計功率，導致內部組件損壞、加速老化，進而影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定。

3、因此，期待一種優(yōu)化的儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法。

技術實現思路

1、為了解決上述技術問題，提出了本申請。本申請的實施例提供了一種儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其通過構建第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的互聯電力系統(tǒng)的負荷頻率控制模型，利用聯絡線進行區(qū)域間的功率傳輸交換，并建立包含儲能系統(tǒng)輸出功率限制的狀態(tài)空間方程，利用預設性能函數將頻率偏差和聯絡線功率偏差轉換為誤差信號，以此來控制儲能系統(tǒng)的充放電功率。通過這種方式，能夠在保證電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的同時，有效限制儲能系統(tǒng)的輸出功率，避免其因頻率驟變而輸出超設計功率，從而保護儲能系統(tǒng)的內部組件，延長其使用壽命。

2、相應地，根據本申請的一個方面，提供了一種儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其包括：

3、步驟1：構建第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的互聯電力系統(tǒng)的負荷頻率控制模型以通過聯絡線實現所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間的頻率偏差協同調節(jié)；

4、步驟2：構建所述第一區(qū)域的狀態(tài)空間方程，所述狀態(tài)空間方程基于系統(tǒng)狀態(tài)量矩陣、輸入矩陣和擾動矩陣來構建，所述輸入矩陣中的各個儲能輸入信號小于儲能輸出功率；

5、步驟3：從所述系統(tǒng)狀態(tài)量矩陣提取頻率偏差和聯絡線功率偏差，并基于所述頻率偏差和聯絡線功率偏差確定控制輸入信號，所述控制輸入信號用于控制儲能系統(tǒng)的充放電功率。

6、與現有技術相比，本申請?zhí)峁┑膬δ茌敵龉β始s束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其通過構建第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的互聯電力系統(tǒng)的負荷頻率控制模型，利用聯絡線進行區(qū)域間的功率傳輸交換，并建立包含儲能系統(tǒng)輸出功率限制的狀態(tài)空間方程，利用預設性能函數將頻率偏差和聯絡線功率偏差轉換為誤差信號，以此來控制儲能系統(tǒng)的充放電功率。通過這種方式，能夠在保證電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的同時，有效限制儲能系統(tǒng)的輸出功率，避免其因頻率驟變而輸出超設計功率，從而保護儲能系統(tǒng)的內部組件，延長其使用壽命。

技術特征：

1.一種儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其特征在于，所述步驟3，包括：

3.根據權利要求2所述的儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其特征在于，所述步驟31a，包括：

4.根據權利要求3所述的儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其特征在于，所述邊界函數為指數衰減型邊界函數。

5.根據權利要求3所述的儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其特征在于，所述誤差轉換方程為雙曲正切函數或對數函數。

6.根據權利要求2所述的儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其特征在于，所述步驟32a，包括：將所述誤差信號輸入控制器以得到所述控制輸入信號，所述控制器利用lyapunov函數、誤差動力學方程和反饋線性化控制模型來確定所述控制輸入信號。

7.根據權利要求2所述的儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其特征在于，還包括步驟4：

8.根據權利要求1所述的儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其特征在于，所述步驟3，包括：

9.根據權利要求8所述的儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其特征在于，所述步驟33b，包括：

10.根據權利要求9所述的儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其特征在于，所述步驟332，包括：

技術總結
本申請涉及電力控制技術領域，其具體地公開了一種儲能輸出功率約束下的電力系統(tǒng)功率需求補償控制方法，其通過構建第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的互聯電力系統(tǒng)的負荷頻率控制模型，利用聯絡線進行區(qū)域間的功率傳輸交換，并建立包含儲能系統(tǒng)輸出功率限制的狀態(tài)空間方程，利用預設性能函數將頻率偏差和聯絡線功率偏差轉換為誤差信號，以此來控制儲能系統(tǒng)的充放電功率。通過這種方式，能夠在保證電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的同時，有效限制儲能系統(tǒng)的輸出功率，避免其因頻率驟變而輸出超設計功率，從而保護儲能系統(tǒng)的內部組件，延長其使用壽命。

技術研發(fā)人員：陸鳴,于淼
受保護的技術使用者：浙江大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/10