储能换流器自适应下垂控制方法及系统技术方案

本申请涉及储能换流器自适应下垂控制方法及系统，所述方法包括：构建储能系统线路阻抗表达式；根据所述储能系统线路阻抗表达式确定储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式；根据所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式确定储能系统电流下垂控制方程；根据储能换流器输出电压的变化率确定所述储能系统电流下垂控制方程中的自适应惯性无功下垂系数；基于所述储能系统电流下垂控制方程及自适应惯性无功下垂系数对所述储能换流器输出的电压及频率进行控制。本申请提出的技术方案，基于所述自适应惯性无功下垂系数对储能换流器进行控制，能够有效抑制储能换流器输出电压的暂态波动。器输出电压的暂态波动。器输出电压的暂态波动。

【技术实现步骤摘要】
储能换流器自适应下垂控制方法及系统


[0001]本申请涉及换流器控制领域，尤其涉及储能换流器自适应下垂控制方法及系统。

技术介绍

[0002]作为能源变革关键技术之一的储能技术，因为其可以为电网提供调峰、调频、应急响应等多种辅助服务，近年来受到了业内的广泛关注。为了实现储能系统友好型并网，为电网提供稳定电压、频率支撑，需要开展储能换流器控制策略研究。
[0003]目前在储能换流器控制领域，大多采用双闭环控制、无差拍控制来实现电压、频率动态响应。但常规控制策略无法维持分布式电源高渗透率下非同步储能换流器控制系统稳定。当网侧因为大负荷投切出现功率缺口或者负荷波动时，储能换流器没有做出及时响应，会造成储能换流器输出电压暂态波动，一些对电压稳定性敏感的设备会因此停行。

技术实现思路

[0004]本申请提供储能换流器自适应下垂控制方法及系统，以至少解决储能换流器输出电压暂态波动的技术问题。
[0005]本申请第一方面实施例提出一种储能换流器自适应下垂控制方法，所述方法包括：构建储能系统线路阻抗表达式；根据所述储能系统线路阻抗表达式确定储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式；根据所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式确定储能系统电流下垂控制方程；根据储能换流器输出电压的变化率确定所述储能系统电流下垂控制方程中的自适应惯性无功下垂系数；基于所述储能系统电流下垂控制方程及自适应惯性无功下垂系数对所述储能换流器输出的电压及频率进行控制。
[0006]优选的，所述储能系统线路阻抗表达式如下：式中，为储能系统线路阻抗，为输电线路等效电阻，为输电线路等效电抗，为矢量，为输电线路阻抗模，为阻抗角，其中，，。
[0007]进一步的，所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式如下：式中，为储能换流器输出电流矢量，为储能换流器输出电压，为储能换流器输出电压与输电电路母线电压之间的功角，为储能换流器输出电流有功分量，为储能
换流器输出电流无功分量，为输电线路母线电压。
[0008]进一步的，所述根据所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式确定储能系统电流下垂控制方程，包括：根据所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式确定所述储能换流器输出电流有功分量、无功分量的计算式；当输电线路线路阻抗为感性，对所述储能换流器输出电流有功分量的计算式、无功分量的计算式进行简化，得到储能系统电流下垂控制方程。
[0009]进一步的，所述储能换流器输出电流有功分量、无功分量的计算式如下：所述储能系统电流下垂控制方程如下：式中，为储能换流器输出的频率，为储能换流器对应的额定角频率，为储能换流器对应的额定有功电流，为有功下垂系数，为储能换流器输出的额定电压，为无功下垂系数，为储能换流器对应的额定无功电流。
[0010]进一步的，所述根据储能换流器输出电压的变化率确定所述储能系统电流下垂控制方程中的自适应惯性无功下垂系数，包括：当所述储能换流器输出电压的变化率大于等于预设的电压变化率阈值时，选择自适应无功下垂系数；当所述储能换流器输出电压的变化率小于预设的电压变化率阈值时，选择定无功下垂系数；其中，所述自适应惯性无功下垂系数，包括自适应无功下垂系数和定无功下垂系数。
[0011]本申请第二方面实施例提出一种储能换流器自适应下垂控制系统，所述系统包括：构建模块，用于构建储能系统线路阻抗表达式；第一确定模块，用于根据所述储能系统线路阻抗表达式确定储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式；第二确定模块，用于根据所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式确定储能系统电流下垂控制方程；第三确定模块，用于根据储能换流器输出电压的变化率确定所述储能系统电流下垂控制方程中的自适应惯性无功下垂系数；控制模块，用于基于所述储能系统电流下垂控制方程及自适应惯性无功下垂系数
对所述储能换流器输出的电压及频率进行控制。
[0012]优选的，所述储能系统线路阻抗表达式如下：式中，为储能系统线路阻抗，为输电线路等效电阻，为输电线路等效电抗，为矢量，为输电线路阻抗模，为阻抗角，其中，，。
[0013]进一步的，所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式如下：式中，为储能换流器输出电流矢量，为储能换流器输出电压，为储能换流器输出电压与输电电路母线电压之间的功角，为储能换流器输出电流有功分量，为储能换流器输出电流无功分量，为输电线路母线电压。
[0014]进一步的，所述第二确定模块，包括：第一确定单元，用于根据所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式确定所述储能换流器输出电流有功分量、无功分量的计算式；简化单元，用于当输电线路线路阻抗为感性，对所述储能换流器输出电流有功分量的计算式、无功分量的计算式进行简化，得到储能系统电流下垂控制方程。
[0015]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请提出了储能换流器自适应下垂控制方法及系统，所述方法包括：构建储能系统线路阻抗表达式；根据所述储能系统线路阻抗表达式确定储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式；根据所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式确定储能系统电流下垂控制方程；根据储能换流器输出电压的变化率确定所述储能系统电流下垂控制方程中的自适应惯性无功下垂系数；基于所述储能系统电流下垂控制方程及自适应惯性无功下垂系数对所述储能换流器输出的电压及频率进行控制。本申请提出的技术方案，基于构建储能系统线路阻抗表达式确定储能系统电流下垂控制方程，然后基于所述自适应惯性无功下垂系数及储能系统电流下垂控制方程对储能换流器进行控制，能够有效抑制储能换流器输出电压的暂态波动。
[0016]本申请附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0017]本申请上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本申请一个实施例提供的一种储能换流器自适应下垂控制方法的流程图；图2为根据本申请一个实施例提供的具有储能换流器的储能系统运行等效电路图；图3为根据本申请一个实施例提供的电压调节系数与自适应无功下垂系数的对应
关系图；图4为根据本申请一个实施例提供的一种储能换流器自适应下垂控制系统的结构图；图5为根据本申请一个实施例提供的第二确定模块的结构图。
具体实施方式
[0018]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0019]本申请提出的储能换流器自适应下垂控制方法及系统，所述方法包括：构建储能系统线路阻抗表达式；根据所述储能系统线路阻抗表达式确定储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式；根据所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式确定储能系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能换流器自适应下垂控制方法，其特征在于，所述方法包括：构建储能系统线路阻抗表达式；根据所述储能系统线路阻抗表达式确定储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式；根据所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式确定储能系统电流下垂控制方程；根据储能换流器输出电压的变化率确定所述储能系统电流下垂控制方程中的自适应惯性无功下垂系数；基于所述储能系统电流下垂控制方程及自适应惯性无功下垂系数对所述储能换流器输出的电压及频率进行控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储能系统线路阻抗表达式如下：式中，为储能系统线路阻抗，为输电线路等效电阻，为输电线路等效电抗，为矢量，为输电线路阻抗模，为阻抗角，其中，，。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式如下：式中，为储能换流器输出电流矢量，为储能换流器输出电压，为储能换流器输出电压与输电电路母线电压之间的功角，为储能换流器输出电流有功分量，为储能换流器输出电流无功分量，为输电线路母线电压。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式确定储能系统电流下垂控制方程，包括：根据所述储能换流器输出电流矢量与输出电压的矢量关系式确定所述储能换流器输出电流有功分量、无功分量的计算式；当输电线路线路阻抗为感性，对所述储能换流器输出电流有功分量的计算式、无功分量的计算式进行简化，得到储能系统电流下垂控制方程。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述储能换流器输出电流有功分量、无功分量的计算式如下：所述储能系统电流下垂控制方程如下：
式中，为储能换流器输出的频率，为储能换流器对应的额定角频率，为储能换流器对应的额定有功电流，为有功下垂系数，为储能换流器输出的额定电压，为无功下垂系数，为储能换流器对应的额定无功电流。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据储能换流器输出电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨沛豪，兀鹏越，寇水潮，高峰，陈予伦，郭新宇，张立松，燕云飞，李耀亮，朱剑颖，徐博，杨德龙，王茂林，陈矩元，刘鎏，杨程，
申请(专利权)人：华能罗源发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：