(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211247515.2 (22)申请日 2022.10.12 (71)申请人 华北电力大 学 地址 102206 北京市昌平区回龙观镇北农 路2号 申请人 国网山东省电力公司电力科 学研究 院 (72)发明人 洪烽　逄亚蕾　李军　梁璐　王玮　 郝俊红　任国瑞　房方　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 万慧华 (51)Int.Cl. H02J 3/30(2006.01) H02J 3/28(2006.01) H02J 3/38(2006.01)H02J 3/46(2006.01) H02J 7/00(2006.01) H02J 15/00(2006.01) (54)发明名称 一种飞轮储能参与电网调频控制方法及系 统 (57)摘要 本发明涉及一种飞轮储能参与电网调频控 制方法及系统， 属于电网技术领域， 首先根据储 能电池当前荷电状态， 采用自适应逻辑推理控制 器， 获得飞轮储能系统的初始出力参考值， 然后 结合飞轮储能系统的当前电量， 确定一次调频量 化指标， 进而根据一次调频量化指标确定飞轮储 能系统的出力时间。 本发明考虑一次调频量化指 标， 进行飞轮储能参与火电机组的控制， 提高了 火电‑飞轮储能联合系统的一次调频效果。 权利要求书3页 说明书8页 附图5页 CN 115473247 A 2022.12.13 CN 115473247 A 1.一种飞轮储能参与电网调频控制方法， 其特 征在于， 包括： 获取一次调频负荷扰动、 火电机组当前出力和飞轮储能系统中储能电池当前荷电状 态； 根据所述 一次调频负荷扰动和火电机组当前 出力， 确定储能一次调频 出力需求 值； 根据储能一 次调频出力需求值和所述储能电池当前荷电状态， 采用自适应逻辑推理控 制器， 获得飞轮储能系统的初始出力参 考值； 获取飞轮储能系统的当前电量； 根据所述当前电量和所述初始出力参 考值， 确定一次调频量 化指标； 根据所述一次调频量化指标， 确定飞轮储能系统的出力时间， 并按照所述出力时间限 制飞轮储能系统的出力。 2.根据权利要求1所述的飞轮储能参与电网调频控制方法， 其特征在于， 根据 所述一次 调频负荷扰动和火电机组当前 出力， 确定储能一次调频 出力需求 值， 具体包括： 根据所述一次调频负荷扰动和火电机组当前出力， 利用公式P ′f＝ΔP‑ΔPg， 计算储能 一次调频 出力需求 值； 式中， P′f为储能一次调频出力需求值， ΔP为一次调频负荷扰动， ΔPg为火电机组当前 出力。 3.根据权利要求2所述的飞轮储能参与电网调频控制方法， 其特征在于， 所述根据储能 一次调频出力需求值和所述储能电池当前荷电状态， 采用自适应逻辑推理控制 器， 获得飞 轮储能系统的初始出力参 考值， 具体包括： 根据所述储能电池当前荷电状态， 采用引入荷电状态的Logistic回归函数对飞轮储能 系统输出功率进行约束控制， 并利用公式 计算约束控制 下的储能系统 放电功率； 式中， Pd为约束控制下的飞轮储能系统放电功率， Pm为飞轮储能系统额定功率， SOC为储能系统当前荷电状态， K、 P、 P0、 b、 r分别为第一、 第二、 第三、 第四、 第五特 征参数； 当0.4＜SOC≤1时， 根据储能一 次调频出力需求值， 并利用公式 计 算飞轮储能系统的初始出力参考值； 式中， 为飞轮储能系统的初始出力参考值， Pmax为 储能系统最大放电功率； 当0≤SOC≤0.4时， 根据储能一次调频出力需求值和约束控制下的储能系统放电功率， 并利用公式 计算飞轮储能系统的初始出力参 考值。 4.根据权利要求3所述的飞轮储能参与电网调频控制方法， 其特征在于， 根据 所述当前 电量和所述初始出力参 考值， 确定一次调频量 化指标， 具体包括： 根据所述当前电量和所述初始出力参考值， 利用公式 计算一次调频量化 指标； 式中， m为一次调频量 化指标， EFESS为当前电量。 5.根据权利要求4所述的飞轮储能参与电网调频控制方法， 其特征在于， 根据 所述一次 调频量化指标， 确定飞轮储能系统的出力时间， 具体包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115473247 A 2若m<1， 则飞轮储能系统闭锁； 若1≤m＜2， 则确定飞轮储能系统的放电时间为13s ‑17s； 若2≤m＜3， 则确定飞轮储能系统的放电时间为13s ‑17s和28s ‑32s； 若3≤m＜6， 则确定飞轮储能系统的放电时间为8s ‑17s和28s ‑32s； 若m≥6， 则确定飞轮储能系统持续 放电至30s。 6.一种飞轮储能参与电网调频控制系统， 其特 征在于， 包括： 参数获取模块， 用于获取一次调频负荷扰动、 火电机组当前出力和飞轮储能系统中储 能电池当前荷电状态； 出力需求值确定模块， 用于根据所述一次调频负荷扰动和火电机组当前出力， 确定储 能一次调频 出力需求 值； 出力控制模块， 用于根据储能一次调频出力需求值和所述储能电池当前荷电状态， 采 用自适应逻辑推理控制器， 获得飞轮储能系统的初始出力参 考值； 电量获取模块， 用于获取飞轮储能系统的当前电量； 量化指标确定模块， 用于根据所述当前电量和所述初始出力参考值， 确定一次调频量 化指标； 出力限制模块， 用于根据 所述一次调频量化指标， 确定飞轮储能系统的出力时间， 并按 照所述出力时间限制飞轮储能系统的出力。 7.根据权利要求6所述的飞轮储能参与电网调频控制系统， 其特征在于， 所述出力需求 值确定模块， 具体包括： 出力需求计算子模块， 用于根据所述一次调频负荷扰动和火电机组当前出力， 利用公 式P′f＝ΔP‑ΔPg， 计算储能一次调频 出力需求 值； 式中， P′f为储能一次调频出力需求值， ΔP为一次调频负荷扰动， ΔPg为火电机组当前 出力。 8.根据权利要求7所述的飞轮储能参与电网调频控制系统， 其特征在于， 所述出力控制 模块， 具体包括： 约束控制子模块， 用于根据所述储能电池当前荷电状态， 采用引入荷电状态的 Log is tic回 归函数对飞 轮储能 系统 输出 功率进行 约束控 制 ， 并 利 用公式 计算约束控制下的储能系统放电功率； 式中， Pd为约束控制下的飞轮储 能系统放电功率， Pm为飞轮储能系统额定功率， SOC为储能系统当前荷电状态， K、 P、 P0、 b、 r分 别为第一、 第二、 第三、 第四、 第五特 征参数； 第一初始出力参考值计算子模块， 用于当0.4＜SOC≤1时， 根据储能一次调频出力需求 值， 并利用公 式 计算飞轮储能系统的初始出力参考值； 式中， 为飞 轮储能系统的初始出力参 考值， Pmax为储能系统最大放电功率； 第二初始出力参考值计算子模块， 用于当0≤S OC≤0.4时， 根据储能一次调频出力需求 值和约束控制下的储能系统放电功率， 并利用公式 计算飞轮储能系统 的初始出力参 考值。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115473247 A 3