一种分布式风储系统与配电网间的协同运行控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式风储系统与配电网间的协同运行控制方法，它包括三种模式，分别为接入配电网并网运行模式、基于储能主电源的孤网运行模式和系统失电状模式；其特征在于：所述控制方法基于PCS VSG运行的过渡状态实现风储系统与配网间并网和孤网运行模式间的平滑切换；解决了本发明专利技术使风储系统运行稳定，实现并网和孤网运行模式间的平滑无缝切换；现有技术针对分布式风储系统与配电网间的协同运行控制没有给出分布式风储系统与配电网间的多模式协调运行控制；缺少分布式系统与配电网间运行模式平滑切换的研究等技术问题。

A Cooperative Operation Control Method between Distributed Wind Storage System and Distribution Network

The invention discloses a cooperative operation control method between distributed wind storage system and distribution network, which includes three modes: grid-connected operation mode of access distribution network, isolated network operation mode based on main energy storage power source and system power-loss mode; and its characteristics are as follows: the control method realizes grid-connected and isolated network operation between wind storage system and distribution network based on transition state of PCS VSG operation. Smooth switching between line modes; Solving the problem that the invention makes the wind storage system run stably and realizes smooth seamless switching between grid-connected and isolated network operation modes; The existing technology does not give multi-mode coordinated operation control between distributed wind storage system and distribution network for cooperative operation control between distributed wind storage system and distribution network; Lack of smooth operation mode between distributed system and distribution network. Technical issues such as switching research.

【技术实现步骤摘要】
一种分布式风储系统与配电网间的协同运行控制方法
本专利技术属于分布式电源接入技术，尤其涉及一种分布式风储系统与配电网间的协同运行控制方法。
技术介绍
大型风电场的技术已经较为成熟，现在主要集中在配电网层面的风电资源的消纳和利用，本专利主要针对风储系统的运行模式切换。随着分布式能源技术的蓬勃发展，配电网中接入了越来越多的分布式电源(系统)，改变了传统配电网无源和单向潮流的特性，对配电网的运行、控制、保护都提出了新的挑战。而原有配电网自动化水平以及调度管理机制，也制约了分布式电源(系统)在配电网中的灵活接入与优化运行。分布式系统作为一种与传统供电模式完全不同的新型供电系统，为满足特定用户需要或支持现有配电网的经济运行，电源以分散方式布置在用户附近、发电功率为几千瓦到五十兆瓦的小型模块式、与环境兼容的区域型电网系统。分布式系统相对于常规集中式电源的优势在于可以高效利用用户处各种分散的能源，提高能源的利用率，实现就近供电以减少远距离供电产生的网损，对于减轻环保压力，降低终端用户的费用具有一定的作用。分布式系统既可独立于配电网直接满足用户用电需要，且在有相关主电源时可以区域型孤网运行，同时又能接入配电网，作为配电网电源的补充，使负荷的供电可靠性及电能质量都得到大幅增强。随着大量分布式电源并网及其渗透率的不断提高，分布式能源(风机、光伏等)的不确定性对电网的安全运行造成影响。目前，对于分布式电源并网的研究，主要有：大型风电场的技术已经较为成熟，现在主要集中在配电网层面的风电资源的消纳和利用；从分布式电源角度构建运行优化建模；通过协调各分布式电源、储能装置来实现微电网的多目标能量优化。这些方式存在以下问题：1、没有针对分布式风储系统与配电网间多模式协调运行；2、缺少分布式系统与配电网间运行模式平滑切换的研究。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种分布式风储系统与配电网间的协同运行控制方法，以解决现有技术针对分布式风储系统与配电网间多模式协调运行；没有给出分布式风储系统与配电网间的协同运行控制模式的切换条件；缺少分布式系统与配电网间运行模式平滑切换的研究等技术问题。本专利技术具体采用以下技术方案：一种分布式风储系统与配电网间的协同运行控制方法，它包括三种模式，分别为接入配电网并网运行模式、基于储能主电源的孤网运行模式和系统失电状模式；所述控制方法基于PCSVSG运行的过渡状态实现风储系统与配网间并网和孤网运行模式间的平滑切换。风储系统由并网转孤网运行切换方法包括：步骤2.1、通过对储能PCS的直接有功控制使得公共并网点处联络功率降低；步骤2.2、储能PCS状态转换为VSG模式；步骤2.3、进行切机，使风储系统由并网转孤网运行。步骤2.3所述进行切机的条件包括：制定风机功率波动约束条件，当功率波动值ΔPwind-all不满足下式时进行风机切除操作：式中：ΔPwind-all表示风机运行总波动有功功率；和分别表示风机k和(k-1)时刻运行总有功功率；Pwind-dev表示风机运行波动有功功率限值；切换时需要校核功率Ppcs-limit满足下式；若不满足，则切除低优先级负荷；Ppcc-all+Ppcs-all＜Ppcs-limit式中：Ppcc-all和Ppcs-all分别表示公共并网点和储能的运行总有功功率；Ppcs-limit＝N*Ppcs-nom*α，N表示储能PCS运行数量，Ppcs-nom为单台储能PCS额定容量，α为储能PCS安全运行系数，0≤α≤1。风储系统由孤网转配网运行切换方法包括：风储系统转并网运行模式切换控制过程中，根据风机功率波动约束条件判断是否进行风机切除操作；同时，在切换过程中，储能PCS在VSG模式运行时，重新计算储能PCS目标功率；所述重新计算储能PCS目标功率方法是，将储能PCS的总有功乘以系数k，0.5≤k≤1；通过均分算法下发至每台储能PCS，将剩余(1-k)部分的功率转换为公共并网点的联络功率；先控制公共并网点开关闭合，然后控制储能PCS转为PQ运行模式；储能PCS全部转为PQ模式后则标志风储系统由孤网转配网运行控制结束。本专利技术有益效果：本专利技术制定风储协同控制方法，最大化风电并网的协作效益，促进风电并网消纳；本专利技术实现平衡新能源和负荷的差额部分，承担系统主要负荷的为新能源(风力发电机)，从而实现新能源的持续经济发电目标，实现新能源(风力发电机)的最大化利用。本专利技术使风储系统运行稳定，实现并网和孤网运行模式间的平滑无缝切换；现有技术针对分布式风储系统与配电网间的协同运行控制没有给出分布式风储系统与配电网间多模式协调运行；缺少分布式系统与配电网间运行模式平滑切换的研究等技术问题。附图说明：图1为具体实施方式多模型协调运行控制结构示意图；图2为典型具体实施方式分布式风储系统示意图；图3为具体实施方式测试算例并网转孤网结果示意图；图4为具体实施方式孤网转并网结果示意图。具体实施方式一种分布式风储系统与配电网间的协同运行控制方法，它包括：接入配电网并网运行模式、基于储能主电源的孤网运行模式和系统失电状模式；所述控制方法基于PCSVSG运行的过渡状态实现风储系统与配网间并网和孤网运行模式间的平滑切换。风储系统由并网转孤网运行切换方法包括：步骤2.1、通过对储能PCS的直接有功控制使得公共并网点处联络功率降低；步骤2.2、储能PCS状态转换为VSG模式；步骤2.3、进行切机，使风储系统由并网转孤网运行。步骤2.3所述进行切机的条件包括：制定风机功率波动约束条件，当功率波动值ΔPwind-all不满足下式时进行风机切除操作：式中：ΔPwind-all表示风机运行总波动有功功率；和分别表示风机k和(k-1)时刻运行总有功功率；Pwind-dev表示风机运行波动有功功率限值；切换时需要校核功率Ppcs-limit满足下式；若不满足，则切除低优先级负荷；Ppcc-all+Ppcs-all＜Ppcs-limit式中：Ppcc-all和Ppcs-all分别表示公共并网点和储能的运行总有功功率；Ppcs-limit＝N*Ppcs-nom*α，N表示储能PCS运行数量，Ppcs-nom为单台储能PCS额定容量，α为储能PCS安全运行系数，0≤α≤1。风储系统由孤网转配网运行切换方法包括：风储系统转并网运行模式切换控制过程中，根据风机功率波动约束条件判断是否进行风机切除操作；同时，在切换过程中，储能PCS在VSG模式运行时，重新计算储能PCS目标功率；所述重新计算储能PCS目标功率方法是，将储能PCS的总有功乘以系数k，0.5≤k≤1；通过均分算法下发至每台储能PCS，将剩余(1-k)部分的功率转换为公共并网点的联络功率；先控制公共并网点开关闭合，然后控制储能PCS转为PQ运行模式；储能PCS全部转为PQ模式后则标志风储系统由孤网转配网运行控制结束。下面结合附图对本专利技术专利作进一步的说明。参照图1到图4所示，本实施设计的分布式风储系统与配电网间的协同运行控制方法，前提条件条件如下：1、风力发电机有功和无功不可控，不具有电压频率自调节功能。只能按照风机本身的特性输出功率，无功率调节功能，仅支持启停控制。2、储能变流器支持恒压恒频恒功率(PQ)控制和虚拟同步发电机(VSG)控制2种模式，具备运行方式和功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式风储系统与配电网间的协同运行控制方法，它包括三种模式，分别为接入配电网并网运行模式、基于储能主电源的孤网运行模式和系统失电状模式；其特征在于：所述控制方法基于PCS VSG运行的过渡状态实现风储系统与配网间并网和孤网运行模式间的平滑切换。

【技术特征摘要】
1.一种分布式风储系统与配电网间的协同运行控制方法，它包括三种模式，分别为接入配电网并网运行模式、基于储能主电源的孤网运行模式和系统失电状模式；其特征在于：所述控制方法基于PCSVSG运行的过渡状态实现风储系统与配网间并网和孤网运行模式间的平滑切换。2.根据权利要求1所述的一种分布式风储系统与配电网间的协同运行控制方法，其特征在于：风储系统由并网转孤网运行切换方法包括：步骤2.1、通过对储能PCS的直接有功控制使得公共并网点处联络功率降低；步骤2.2、储能PCS状态转换为VSG模式；步骤2.3、进行切机，使风储系统由并网转孤网运行。3.根据权利要求2所述的一种一种分布式风储系统与配电网间的协同运行控制方法，其特征在于：步骤2.3所述进行切机的条件包括：制定风机功率波动约束条件，当功率波动值ΔPwind-all不满足下式时进行风机切除操作：式中：ΔPwind-all表示风机运行总波动有功功率；和分别表示风机k和(k-1)时刻运行总有功功率；Pwind-dev表示风机运行波动有功功率限值；切换时需要校核功率Ppcs-li...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈竹奎，徐玉韬，班国邦，吕黔苏，肖永，齐雪雯，徐长宝，毛时杰，谢百明，袁旭峰，高吉普，徐文保，陈明洋，黄伟煌，刘斌，丁健，马春雷，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52