1 主要内容

该程序复现文献《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》模型，以调频效果最优为目标，考虑储能参与一次调频的充放电策略，在电网频率偏差已知的情况下，通过引入储能设备调节频率偏差，从而优化得到最佳储能容量，该程序只考虑调频效果最优，并未考虑经济性，但是原理是互通的，只需修改目标函数即可；该程序采用粒子群编程，注意：不是simulink模型，相关储能参与调频的simulink模型也会陆续更新，大家敬请期待！该程序和原文献一致，通过soc最小值、soc最大值、购电、售电和储能出力最大值五个参数作为优化变量，采用粒子群进行求解，并设置购售电、储能出力、soc等约束，程序优化效果不错，值得参考学习！

• 储能参与调频原理

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。

简而言之，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，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。

• 储能参与一次调频的充放电策略

上图是以调频效果最优为目标的储能参与调频流程图，和介绍一致，以soc最小值、soc最大值、购电、售电和储能出力最大值五个参数作为优化变量，以频率偏差最小为目标。具体调频策略如下：

2 部分代码

%% 变量定义如下：

% 决策变量：% 较高, 较低, 购电，售电，最大值

% x=[soc_h, soc_l, P_b，P_s，P_m];

​

clc;

clear;

close all;

​

%% 算法参数

parameter;

​

nVar=5; % Number of Decision Variables

VarMin=[ones(1,2)*soc_min, ones(1,1)*0, ...

ones(1,1)*0, ones(1,1)*0]; % Lower Bound of Variables

VarMax=[ones(1,2)*soc_max, ones(1,1)*P_max, ...

ones(1,1)*P_max, ones(1,1)*P_max]; % Upper Bound of Variables

MaxIt=30; % Maximum Number of Iterations

nPop=10; % Population Size (Swarm Size)

​

%% 计算

[ bestPosition, fitValue ] = ...

PSOFUN( @fun_objective,nVar,VarMin,VarMax,MaxIt,nPop );

x=bestPosition;

​

[fun,g,Pt,ft,Q_soc] = fun_jieguo(x);

disp('输出结果')

disp('J1 Qsoc,high Qsoc,low P,buy P,sell P,rated Qsoc,rms E,rated')

fun;

%% 各个决策变量的含义

soc_h = x(1) ; % 较高

soc_l = x(2) ; % 较低

P_b = x(3) ; % 购电

P_s = x(4) ; % 售电

P_m = fix(x(5)); % 最大值

E_b=0.32*P_m ; %储能容量

Q_soc;

J1=fun

Qsoc_high=soc_h

Qsoc_low=soc_l

P_buy=P_b

P_sell=P_s

P_rated=P_m

Qsoc_rms=Q_soc

E_rated=E_b

%% 画图

figure

plot(u1)

title('优化前频率偏差')

xlabel('时间 / s')

ylabel('频率偏差/ Hz')

legend('频率偏差')

​

figure

plot(ft)

title('优化后频率偏差')

xlabel('时间 / s')

ylabel('频率偏差 / Hz')

legend('频率偏差')

​

figure

plot(-Pt)

title('储能出力')

xlabel('时间 / s')

ylabel('出力 / MW')

legend('储能出力')

3 程序结果

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