基于PI控制器的电池储能系统优化控制策略

类似于传统火力发电机组的经典PI控制器架构，控制器的架构也可适用于控制电池储能系统辅助电力系统频率控制。具体的控制器架构如图5-7所示。

图5-7　电池储能系统PI调频控制器

如图5-7所示，电池储能系统PI控制器包括三部分：一次调频控制、二次调频控制以及电池SOC控制。其中一次调频控制与二次调频控制器结构与传统火力发电机组相类似，去除了爬坡速率限幅以及一次调频输出限幅等考虑火力发电机组物理运行限制的限幅及饱和环节，二次调频控制器增加了比例环节用于提升电池储能系统的二次频率控制动态性能。此外，考虑到电池储能系统的有限能量容量，建立了电池SOC控制回路，用于使用较小的充放电电流调节电池储能系统的SOC水平，提升电池储能系统参与系统频率控制的技术效用。(www.xing528.com)

具体而言，电池储能系统的一次调频环节通过比例环节，根据本地测量获得的系统频率偏移量和设置好的一次调频比例系数1/R_i^Bat计算电池储能系统一次调频控制器的输出功率。二次调频环节类似于传统火电机组，但是在纯积分控制器的基础上增加了比例控制环节（如图5-7中的K_i^Bat，P），用于增强电池储能控制器的动态响应性能。

电池储能系统PI控制单元与传统火电机组相比，最大的区别在于电池储能系统所独有的SOC控制环节。设置这一控制单元的主要目的是在电池储能系统输出能力有运行裕量的情况下对自身的SOC进行调节，使得电池储能系统的运行状态尽量能够满足长时间提供有效的调频服务。在通常情况下，电池储能系统的长期SOC控制目标SOC_i^Ref会被设定在50%的水平，以便能够最大化系统向上和向下的调频运行空间及能力。同时，基于对未来系统运行环境的预先判断，也可以改变SOC_i^Ref的预先设定值增强系统向上或向下的调频运行空间以适应电网在未来时段内的运行需求。