一种基于家用储能电源的辅助调频方法与流程

1.本发明涉及调频控制领域，特别是涉及一种基于家用储能电源的辅助调频方法。


背景技术：

2.随着储能技术的不断发展，以及储能电池成本的下降，家用级储能电源已经逐渐进入大众消费市场。家用储能可适用于一些地区偏远、电力供应不稳定的区域，在断电或电力不稳定时代替市电网向用户供电。在中国等发展中国家，电力供应的不稳定性造就的家庭储能市场将极具潜力。
3.目前新能源发电技术已经得到的大力发展，并且将大规模地接入电力网中，由于新能源的特性，其在大规模接入后难免会对电网的频率造成冲击。家用储能比电动汽车更加稳定可控，如果能够充分利用用户的家用储能，将会改善用户以及整个电网的电能质量。
4.现有的家用储能多用于市电网停电时为家庭中的用电设备提供电能的后备电源，并没有考虑其也可以配合市电网提高用户以及电网的电能质量。鉴于此，实有必要提供一种家用电源的辅助调频方法以克服上述缺陷。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提出一种基于家用储能电源的辅助调频方法，旨在解决电网供能不足以及部分家用储能电源的闲置浪费问题，通过以下技术方案来实现：
6.(1)用电低谷期时，电网中的有功功率可以保持平衡，频率波动不大，需要储能辅助调频的情况较少，此时发电端产生的多余的电能可以为储能装置充能，当电能够用的时候，储能装置可拿出一部分电能用以调频，来提升用户的电能质量，或者在用户负载消耗电能较小的情况下可以由储能装置直接为负载供能，以稳定用户端的频率；
7.(2)在用电高峰期时，储能电源依据市电网供给用户的电能质量进行频率调整，在储能设备电池soc较高的时候，可由储能设备进行一部分的电能供给，在储能设备的容量不足时将主要保证用户侧的电能质量；
8.如上所述，本发明提供的一种基于家用储能电源的辅助调频方法，具有如下效果：
9.本发明的家用储能电源的辅助调频方法可以缓解家用储能设备在长期不用的情况下的损坏状况，同时可以调整市电网到家用设备的频率，来保证家庭用电设备所接受的电能质量状况，防止因频率不稳定所造成的家用电器的设备损坏。在家用储能工作的情况下，电网所需供给的负荷将会变小，进而间接地提高了电网的电能质量。家用储能设备又在低谷时期充电，高峰时期放电，这样不仅保证了用户侧的电能质量，同时也为用户节省了一部分电价。
附图说明
10.图1为本申请实施例提供的一种家用储能电源的辅助调频方法结构示意图；
11.图2为本申请实施例提供的一种家用储能电源的辅助调频方法流程图。
12.图3为本申请实施例提供的不含家庭储能电网正常运行时的频率波形。
13.图4为本申请实施例提供的家庭储能运行时电网的频率波形。
14.图5为本申请实施例提供的家庭储能运行时用户的频率波形。
具体实施方式
15.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
16.所述家用储能电源的容量为10kw
·
h。
17.本实施例的家用储能电源的辅助调频方法如图2所示，具体包括如下步骤：
18.步骤1：判断当前时段是否处在用电高峰期，若是，则进入步骤3；若否，则进入步骤2；
19.步骤2：判断当前电池soc是否为最大容量，若是，则回到步骤1；若否，则由市电网向储能电源供能，并回到步骤1；
20.步骤3：判断当前电池soc是否能满足家用储能电源进入孤岛运行时对家用电器的供能需要，若是，则配合市电网进行调频保证家用电器的电能质量，并回到步骤1；若否，则不再配合市电网对家用电器进行调频，保证储能电源留有一定供能容量，优先保证孤岛运行时家庭供电的可靠性，并回到步骤1。
21.其中步骤1具体包括：
22.所述预设时段包括用电低谷期以及用电高峰期，可根据实际情况设定用电低谷期以及用电高峰期，本实施例中设定用电高峰期为7:00～11:00,17:00～21:00；用电低谷期为23:00～7:00。
23.进一步的，步骤2具体包括：
24.电化学储能的充放电功率要满足约束
[0025][0026]
式中的β
ch.t
、β
dis.t
为电化学储能的充、放电状态0、1变量，不同时为1；为电化学储能的充、放电状态0、1变量，不同时为1；为电化学储能的最大放电、充电功率值。
[0027]
最后运用pscad/emtdc仿真软件搭建了含有新能源的电力系统网络，并在其中为每一位用户加入了本实施例中所提到的储能，得出到了三种不同情况下的频率波形，经过对比验证了家用储能电源不仅仅可以提高用户的电能质量，还可以稳定整个电网的电力系统频率。
[0028]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。


技术特征：
1.一种基于家用储能电源的辅助调频方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：当电网处在用电低谷期时，由市电网向储能电源充电，并给电池留有一定的用以电网调频的裕度，此时负载端消耗的电能为市电网与储能装置共同供能或者为市电网直接为用户提供的电能；步骤二：当电网处在用电高峰期时，储能电源根据市电网的电能质量来为用户进行供电，在电网电能质量较差时，释放电能，以辅助电网调频，保证用户负载端的供电可靠性。2.根据权利要求1所述一种基于家用储能电源的辅助调频方法，其特征在于：所述家用储能采用电化学储能。3.根据权利要求1所述一种基于家用储能电源的辅助调频方法，其特征在于：步骤1中为家用储能装置预设用电低谷期以及用电高峰期时段。4.根据权利要求1所述一种基于家用储能电源的辅助调频方法，其特征在于：步骤2中判断储能电池soc是否满足其在孤岛运行时为家庭供能的能量需要，若满足，则释放电能辅助电网为用户提高电能质量；若不满足，则不再释放电能为用户提高电能质量。5.根据权利要求1所述一种基于家用储能电源的辅助调频方法，其特征在于：步骤2中判断市电网是否能正常为用户提供电能，若市电网无法为用户供能，则由储能装置直接为用户提供电能。

技术总结
本发明涉及一种基于家用储能电源的辅助调频方法，将电池储能技术应用到电力网络的调频中，可以有效地减小新能源发电厂大规模接入电力网络中所带来的频率不稳定现象，同时尽可能地减少弃风、弃光现象。在储能技术尤其是电池储能的应用上，本申请提供的技术方案，实现了家用储能电源的调频利用，不仅扩大了电网储能容量，且提高了电网向家用电器输送电能的电能质量，同时减小了部分家用储能电源的搁置现象。象。象。


技术研发人员：李广煜 吕艳玲
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2021.11.23
技术公布日：2022/1/14