一种抑制储能逆变装置交流侧电压波动的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种抑制储能逆变装置交流侧电压波动的方法，包括：建立储能逆变装置功率传输方程；简化方程；构建储能逆变装置状态方程；得到储能逆变装置交流侧母线电压波动表达式；将储能逆变装置交流侧母线电压波动表达式分解为展开式；将储能逆变装置交流侧母线电压波动表达式分接展开式扩展为由余弦电流信号、正弦电流信号叠加的时域表达式；构建储能逆变装置电压扰动抑制器；将储能逆变装置电压扰动抑制器输出电压作为参考信号，加入至电压控制环中，提高储能逆变装置电压调节性能，抑制交流侧电压波动。本发明专利技术在储能逆变装置电压控制系统加入扰动抑制器，来提高储能逆变装置对电压的控制能力。对电压的控制能力。对电压的控制能力。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制储能逆变装置交流侧电压波动的方法


[0001]本专利技术涉及一种抑制储能逆变装置交流侧电压波动的方法，该方法在储能逆变装置电压控制系统加入扰动抑制器，来提高储能逆变装置对电压的控制能力。

技术介绍

[0002]电网容量不断增加，区域电网结构变的复杂，由光伏、风电等高渗透率分布式电源点组成的微网，由于其低惯性、低阻尼特性，势必会对大电网的频率稳定性造成影响。储能单元作为可以灵活充放电的电源，能够实现在电网中自适应吸收、释放能量，且因为其响应快速、控制灵活，在维持电网电压稳定有无可替代的优势。
[0003]但当储能装置联网运行时，由于其他可再生电源点的出力随机性，储能逆变装置交流侧电压易受负荷功率波动等因素影响。如何对储能逆变装置交流侧电压合理控制，维持交流侧电压稳定，避免功率波动及系统参数不确定造成的母线电压波动，成为最近的研究热点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种抑制储能逆变装置交流侧电压波动的方法，该方法在储能逆变装置电压控制系统加入扰动抑制器，来提高储能逆变装置对电压的控制能力，该扰动抑制器可以有效抑制因为功率波动和参数不准确带来的电压调节偏差问题。
[0005]本专利技术采取如下技术方案来实现的：
[0006]一种抑制储能逆变装置交流侧电压波动的方法，包括以下步骤：
[0007]1)建立储能逆变装置功率传输方程；
[0008]2)根据储能逆变装置内部参数性质，将步骤1)储能逆变装置功率传输方程进行化简；
[0009]3)根据步骤2)得到的储能逆变装置功率传输化简方程，得到储能逆变装置交流动态方程；
[0010]4)根据步骤3)储能逆变装置交流动态方程，并引入补偿扰动项，构建储能逆变装置状态方程；
[0011]5)为了将储能逆变装置母线电压的波动有效抑制，将母线电压的波动分为：功率波动对电压动态响应的影响和由系统参数不确定造成的电压分配偏差，根据步骤4)储能逆变装置状态方程，得到储能逆变装置交流侧母线电压波动表达式；
[0012]6)将步骤5)得到的储能逆变装置交流侧母线电压波动表达式分解为展开式；
[0013]7)根据负载侧电流时域表达式，将步骤6)中储能逆变装置交流侧母线电压波动表达式分接展开式扩展为由余弦电流信号、正弦电流信号叠加的时域表达式；
[0014]8)将电压分配偏差视为直流量，根据步骤5)母线电压波动表达式，构建储能逆变装置电压扰动抑制器；
[0015]9)将步骤8)得到的储能逆变装置电压扰动抑制器输出电压作为参考信号，加入至
电压控制环中，提高储能逆变装置电压调节性能，抑制交流侧电压波动。
[0016]本专利技术进一步的改进在于，步骤1)的具体实现方法为：建立储能逆变装置功率传输方程：其中：R
f
、X
f
为滤波电路电阻值及感抗值；U
ac
为储能逆变装置交流侧电压；e0为网侧电压；δ为功角差。
[0017]本专利技术进一步的改进在于，步骤2)的具体实现方法为：根据储能逆变装置内部参数性质：R
f
＜＜X
f
，将步骤1)储能逆变装置功率传输方程进行化简：
[0018]本专利技术进一步的改进在于，步骤3)的具体实现方法为：根据步骤2)得到的储能逆变装置功率传输化简方程，得到储能逆变装置交流动态方程：其中：L
f
为滤波电感值；C
f
为滤波电容值；i0为网侧电流；i
ac
为储能逆变装置交流侧输出电流。
[0019]本专利技术进一步的改进在于，步骤4)的具体实现方法为：根据步骤3)储能逆变装置交流动态方程，并引入补偿扰动项w(t)，构建储能逆变装置状态方程：其中：
[0020]本专利技术进一步的改进在于，步骤5)的具体实现方法为：为了将储能逆变装置母线电压的波动有效抑制，将母线电压的波动分为：功率波动对电压动态响应的影响和由系统参数不确定造成的电压分配偏差，根据步骤4)储能逆变装置状态方程，得到储能逆变装置交流侧母线电压波动表达式：其中：d(t)表示由于网侧负荷变化和分布式电源点出力调节引起的功率波动对电压动态响应的影响；Δψ(t)表示由储能逆变装置内部系统参数不确定造成的电压分配偏差。
[0021]本专利技术进一步的改进在于，步骤6)的具体实现方法为：将步骤5)得到的储能逆变装置交流侧母线电压波动表达式分解为展开式：将扰动项d(t)与交流侧电流i0相关联。
[0022]本专利技术进一步的改进在于，步骤7)的具体实现方法为：根据负载侧电流时域表达
式：i0(t)＝I0sinωt、其中：I0负载侧电流幅值；将步骤6)中储能逆变装置交流侧母线电压波动表达式分接展开式扩展为由余弦电流信号、正弦电流信号叠加的时域表达式：其中：
[0023]本专利技术进一步的改进在于，步骤8)的具体实现方法为：将电压分配偏差视为直流量，则有：根据步骤5)母线电压波动表达式，构建储能逆变装置电压扰动抑制器：其中：p和为中间状态变量矩阵；为双扰动补偿观测值；k(x)＝[k
1 k
2 k3]T
为电压扰动抑制器增益；q(x)为抑制函数，与抑制增益关系为：q(x)＝k(x)e0。
[0024]本专利技术进一步的改进在于，步骤9)的具体实现方法为：将步骤8)得到的储能逆变装置电压扰动抑制器输出电压作为参考信号，加入至电压控制环中，提高储能逆变装置电压调节性能，抑制交流侧电压波动。
[0025]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益的技术效果：
[0026]1.本专利技术提提出一种在储能逆变装置电压控制系统加入扰动抑制器，可以实现提高储能逆变装置对电压的控制能力的作用
[0027]2.本专利技术所提扰动抑制器可以有效抑制因为功率波动和参数不准确带来的电压调节偏差问题。
附图说明
[0028]图1为储能逆变装置电路结构图；
[0029]图2为电压扰动抑制器控制框图。
具体实施方式
[0030]下面通过附图，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0031]如图1所示，储能逆变装置功率传输方程可表示为：
[0032][0033]式(1)中：R
f
、X
f
为滤波电路电阻值及感抗值；U
ac
为储能逆变装置交流侧电压；e0为网侧电压；δ为功角差。储能逆变装置内部参数中，通常满足R
f
＜＜X
f
，则式(1)可简化为：
[0034][0035]储能逆变装置交流动态方程可表示为：
[0036][0037]式(3)中：L
f
为滤波电感值；C
f
为滤波电容值；i0为网侧电流；i
ac
为储能逆变装置交流侧输出电流。
[0038]如图2所示，用表示状态矢量，引入补偿扰动项w(t)，构建储能逆变装置状态方程为：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制储能逆变装置交流侧电压波动的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立储能逆变装置功率传输方程；2)根据储能逆变装置内部参数性质，将步骤1)储能逆变装置功率传输方程进行化简；3)根据步骤2)得到的储能逆变装置功率传输化简方程，得到储能逆变装置交流动态方程；4)根据步骤3)储能逆变装置交流动态方程，并引入补偿扰动项，构建储能逆变装置状态方程；5)为了将储能逆变装置母线电压的波动有效抑制，将母线电压的波动分为：功率波动对电压动态响应的影响和由系统参数不确定造成的电压分配偏差，根据步骤4)储能逆变装置状态方程，得到储能逆变装置交流侧母线电压波动表达式；6)将步骤5)得到的储能逆变装置交流侧母线电压波动表达式分解为展开式；7)根据负载侧电流时域表达式，将步骤6)中储能逆变装置交流侧母线电压波动表达式分接展开式扩展为由余弦电流信号、正弦电流信号叠加的时域表达式；8)将电压分配偏差视为直流量，根据步骤5)母线电压波动表达式，构建储能逆变装置电压扰动抑制器；9)将步骤8)得到的储能逆变装置电压扰动抑制器输出电压作为参考信号，加入至电压控制环中，提高储能逆变装置电压调节性能，抑制交流侧电压波动。2.根据权利要求1所述的一种抑制储能逆变装置交流侧电压波动的方法，其特征在于，步骤1)的具体实现方法为：建立储能逆变装置功率传输方程：其中：R
f
、X
f
为滤波电路电阻值及感抗值；U
ac
为储能逆变装置交流侧电压；e0为网侧电压；δ为功角差。3.根据权利要求2所述的一种抑制储能逆变装置交流侧电压波动的方法，其特征在于，步骤2)的具体实现方法为：根据储能逆变装置内部参数性质：R
f
＜＜X
f
，将步骤1)储能逆变装置功率传输方程进行化简：4.根据权利要求3所述的一种抑制储能逆变装置交流侧电压波动的方法，其特征在于，步骤3)的具体实现方法为：根据步骤2)得到的储能逆变装置功率传输化简方程，得到储能逆变装置交流动态方程：其中：L
f
为滤波电感值；C
f
为滤波电容值；i0为网侧电流；i
ac
为储...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨沛豪，孙钢虎，兀鹏越，柴琦，王小辉，寇水潮，高峰，姜宁，郭新宇，孙梦瑶，李志鹏，赵俊博，薛磊，贺婷，郭霞，张立松，潘海波，王文强，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：