一种用于基于储能的平衡区对新能源提供的阻尼计算方法技术

发明专利技术公开提出一种用于基于储能的平衡区对新能源提供的阻尼计算方法，包括以下步骤：步骤一：对风电机、储能进行建模，求得线性化的多输入多输出表达形式；步骤二：根据风电机和储能的控制机理，两者都忽略各自的dq轴电流内环和无功外环控制，风电机简化为两阶的单输入单输出阻抗形式，储能简化为一阶的单输入单输出阻抗形式；步骤三：将交流网络线性化，通过阻抗矩阵将风电机和储能平衡区相连；步骤四：风电机的二阶阻抗形式作为前馈二阶子系统，储能平衡区作为反馈环节，根据阻尼转矩分析方法储能平衡区对风电机提供的虚拟阻尼。能平衡区对风电机提供的虚拟阻尼。能平衡区对风电机提供的虚拟阻尼。

【技术实现步骤摘要】
一种用于基于储能的平衡区对新能源提供的阻尼计算方法


[0001]本专利技术涉及储能对新能源并网系统提供虚拟阻尼的领域，特别是一种用于基于储能的平衡区对新能源提供的阻尼计算方法。

技术介绍

[0002]风能由于其具有随机性、间歇性和波动性，为了避免其不稳定性对电力系统造成严重的影响，目前普遍的研究是在系统中加入储能来缓冲这种不平衡功率带来的影响，于是有基于多个储能集中与同一特定区域的平衡区来抑制新能源的波动，针对储能接入新能源并网的研究主要停留在对新能源静态稳定性的影响上，对储能对新能源系统的动态稳定性的影响研究较少。而现在风能的大量利用和风力技术的成熟，亟需对储能的稳定性进行研究。随着储能平衡区的运行工况、储能数量和功率的变化对新能源并网的影响研究的深入，目前研究都难以对其做出具体的评价指标和定量分析。

技术实现思路

[0003]基于储能技术对新能源并网的稳定性影响的定量分析问题，由此提出一种用于基于储能的平衡区对并联新能源提供的虚拟阻尼分析方法，解决了现有技术中的问题。
[0004]一种用于基于储能的平衡区对新能源提供的阻尼计算方法，包括以下步骤：
[0005]步骤一：对风电机、储能进行建模，求得线性化的多输入多输出表达形式；
[0006]步骤二：根据风电机和储能的控制机理，两者都忽略各自的dq轴电流内环和无功外环控制，风电机简化为两阶的单输入单输出阻抗形式，储能简化为一阶的单输入单输出阻抗形式；
[0007]步骤三：将交流网络线性化，通过阻抗矩阵将风电机和储能平衡区相连；
[0008]步骤四：风电机的二阶阻抗形式作为前馈二阶子系统，储能平衡区作为反馈环节，根据阻尼转矩方法计算储能平衡区对风电机提供的虚拟阻尼。
[0009]通过寻找公共节点，使N个储能的平衡区形成反馈环节，降低了储能平衡区提供虚拟阻尼的计算难度；将传统风电机和储能的多输入多输出形式，变为d轴坐标下的单输入单输出阻抗形式，进而满足阻尼转矩分析法的适用范围。
[0010]本专利技术一种用于基于储能的平衡区对新能源提供的阻尼计算方法有益效果如下：
[0011]1.将含有多个储能的平衡区简化为单输入单输出的反馈环节，形成有效的阻尼转矩分析范围，方便对储能对新能源并网稳定性做出定量分析。
[0012]2.通过调整储能平衡区的运行工况，储能数量和功率的变化，皆可计算储能平衡区对新能源提供的虚拟阻尼。
附图说明
[0013]图1为实施例N个储能的平衡区接入风电机并网系统图；
[0014]图2为实施例网侧换流器控制结构图；
[0015]图3为实施例储能定功率控制结构图；
[0016]图4为实施例系统线性化闭环模型图；
[0017]图5为实施例系统简化闭环图。
具体实施方式
[0018]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0019]本专利技术提出一种用于基于储能的平衡区对新能源提供的阻尼计算方法。首先，对风电机、储能进行建模，求得线性化的多输入多输出表达形式；再根据风电机和储能的控制机理，两者都忽略各自的dq轴电流内环和无功外环控制，风电机简化为两阶的单输入单输出阻抗形式，储能简化为一阶的单输入单输出阻抗形式；接着将交流网络线性化，通过阻抗矩阵将风电机和储能平衡区相连；最后，风电机的二阶阻抗形式作为前馈二阶子系统，储能平衡区作为反馈环节，根据阻尼转矩方法计算储能平衡区对风电机提供的虚拟阻尼。
[0020]通过寻找公共节点，使N个储能的平衡区形成反馈环节，降低了储能平衡区提供虚拟阻尼的计算难度；将传统风电机和储能的多输入多输出形式，变为d轴坐标下的单输入单输出阻抗形式，进而满足阻尼转矩分析法的适用范围。本专利技术的具体方法如下：
[0021]1系统线性化
[0022]1.1N个储能平衡区接入风电机并网系统
[0023]图1为基于N个储能的平衡区接入风电机并网系统，由于外部交流系统容量远大于此系统中的容量，于是可将外部交流系统当作无穷大系统，并且将此系统分成三部分：第一部分为新能源并网，风电机机侧换流器输出功率为P
m
，网侧换流器输出功率P
w
，C是直流电压电容，V
dc
为C上的直流电压，V
w
＝V
wd
+jV
wq
、I
w
＝I
wd
+jI
wq
为新能源经dq轴坐标系下与交流网络交点的电压电流，V
cd
、V
cq
为网侧换流器的输出电压，r
w
+jx
w
为网侧滤波阻抗；第二部分为N个储能的平衡区，其公共节点为P节点，I
pk
＝I
pdk
+jI
pqk
(k＝1,2
…
N)与V
pk
＝V
pdk
+jV
pqk
表示dq坐标系下储能向交流网络注入的电流与电压，储能平衡区流入网络的总电流为I
p
＝I
pd
+jI
pq
，端口电压为V
p
＝V
pd
+jV
pq
，储能与公共节点之间的阻抗为r
pk
+jx
pk
；第三部分为交流网络结构，连接风电机，储能和外部交流系统，其中线路电抗为r
pi
+jx
pi
(i＝1,2,3)。
[0024]1.2风电机线性化
[0025]新能源并网中，风电机接入系统一般采用定电压控制，在现有大部分研究中，忽略机侧的动态响应，根据图1有，ΔP
m
＝0，直流电容上的控制方程为，
[0026][0027]式(1)中下标“0”表示稳态值，“Δ”为取变量的微增量，在稳态时有，V
wq0
＝0，为提高风电机输出功率，有I
wq0
＝0，式(1)中ΔP
w
可简化为，
[0028]ΔP
w
＝V
wd0
ΔI
wd
+I
wd0
ΔV
wd
ꢀꢀ
(2)
[0029]对于网侧换流器的控制，其基本控制结构如图2所示，上标“ref”表示参考值，K
vp
与
K
vi
、K
Qp
与K
Qi
、K
dp
与K
di
、K
qp
与K
qi
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于基于储能的平衡区对新能源提供的阻尼计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对风电机、储能进行建模，求得线性化的多输入多输出表达形式；步骤二：根据风电机和储能的控制机理，两者都忽略各自的dq轴电流内环和无功外环控制，风电机简化为两阶的单输入单输出阻抗形式，储能简化为一阶的单输入单输出阻抗形式；步骤三：将交流网络线性化，通过阻抗矩阵将风电机和储能平衡区相连；步骤四：风电机的二阶阻抗形式...

【专利技术属性】
技术研发人员：付强，杜文娟，代晓峰，王海风，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：