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龙图腾网获悉华北电力大学(保定)申请的专利一种基于储能虚拟惯量需求的调频状态转移控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115313443B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211026832.1，技术领域涉及：H02J3/28；该发明授权一种基于储能虚拟惯量需求的调频状态转移控制方法是由付媛;万怿;张祥宇设计研发完成，并于2022-08-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于储能虚拟惯量需求的调频状态转移控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于储能虚拟惯量需求的调频状态转移控制方法，包括：当储能通过附加惯量控制参与电力系统的调频时，计算系统变频极值时间内储能的虚拟惯性时间常数大小；根据系统最小惯量需求计算需要配置储能的容量占风机容量的百分比；提出储能的状态转移控制，使储能惯量支撑结束后出力大小平稳地过渡到同步机侧，保证储能留有充足的荷电状态参与下次调频；设计调频状态转移控制参数大小，保证储能退出效果达到最佳。本发明提供的基于储能虚拟惯量需求的调频状态转移控制方法，保证储能惯量支撑结束后稳定退出，保证系统频率的稳定。

本发明授权一种基于储能虚拟惯量需求的调频状态转移控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于储能虚拟惯量需求的调频状态转移控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取储能系统的虚拟惯性时间常数，其中，所述储能系统应用于风力发电系统中，所述风力发电系统还包括风机、同步机，其中，含风储的并网系统频率响应动态方程表示为： 式中，为同步机功率响应；为储能功率响应；为负荷功率响应；为系统惯性时间常数； 计算出系统频率变化量，表示为 反拉氏变换并求导得到系统的频率跌落时间为： 其中，各参数表示为 其中，HS为系统惯性时间常数；D为系统阻尼系数；KL为系统负荷调节系数；σ为同步机调差系数；Tg为涡轮机等值惯性时间常数；a为涡轮机特征系数；k1为风电渗透率； 定义系统频率跌落时间为变频极值时间； 当储能通过附加惯量控制参与电力系统的调频时，在此模式下，具有虚拟惯量的储能动态方程表示为： 式中，和分别为储能虚拟为同步机后的机械转矩和电磁转矩； 等式两边同时乘以角频率，并在时间段内进行积分，求得储能为系统提供的虚拟惯性时间常数为： 式中，为储能惯量支撑功率，其最大值为储能的配置容量，其中，为风电渗透率；为储能容量占风机容量的比例； 基于电力系统最小惯量需求，获取配置所述储能系统的容量占风机容量的百分比，当风储通过附加惯量控制参与电力系统的调频时，电力系统的系统惯性时间常数表示为： 式中，HG和Hw分别为同步机和风机的惯性时间常数；SG和Sw分别为同步机和风机的装机容量；SN为系统总装机容量； 将储能的虚拟惯性时间常数大小带入上式得到： 式中，HS_min为系统的最小惯量需求，由上式看出，随着风机装机比例增加，系统惯量降低，频率存在失稳风险，当系统惯性时间常数低于5s，认为系统的惯量不足，此时需要储能为系统提供惯量支撑； 由系统惯量大小计算公式变形计算不同风电渗透率下储能容量的配置需求，储能与风电的装配比例关系需满足条件为： 由上式计算出在保证系统满足最小惯量需求的前提下，不同风机渗透率下所需配置的储能容量，从而使同步机和储能共同为系统提供足够的惯量支撑，保证系统频率稳定性； 根据所述虚拟惯性时间常数和所述百分比，对所述储能系统进行调频状态转移控制，用于将所述储能系统在储能惯量支撑结束后的出力大小平稳过渡到同步机侧，保证所述储能系统具有参与下次调频的荷电状态，具体为： 增设的调频状态转移控制的传递函数表示为 式中，T称为调频状态转移控制的时间常数； 调频状态转移控制时间响应的性能指标与T密切相关，当输入为单位阶跃响应时，即rt=1t时，Rs=1s，故系统单位阶跃响应的象函数为 对Fs进行拉氏反变换，则有 式中，为暂态分量； 储能退出过程中，调频状态转移控制的表达式应为 根据储能允许退出容量大小是否超过储能的配置容量来判断储能一级退出还是二级退出，具体判断方法如下： 在系统最大频率变化率约束下，储能退出时的功率变化最大为： 系统的最大频率变化率取0.5Hzs；当渗透率为60%时，储能配置容量k1k2=0.06pu，由上式得到，储能退出时的功率变化最大值为0.048pu，储能退出时的功率变化最大值小于储能的配置容量，所以储能需要采取二级退出，否则会导致频率变化率超过系统允许值，在调频状态转移过程中，当允许的储能功率变化最大值超过储能的配置容量时，储能直接退出。

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