一种储能电站高电压穿越的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种储能电站高电压穿越的控制方法，根据判定的故障程度和工作状态的不同，给出了三种状态下的控制方法，即：正常工况下，DC chopper不动作，储能PCS系统输出无功电流给定值浅程度故障下，DC chopper动作，储能PCS系统输出无功电流给定值深程度故障下，动态无功补偿装置投入使用，DC chopper动作，储能PCS系统输出无功电流给定值本发明专利技术方法可以通过检测储能电站并网点电压判断电网发生高电压故障的深浅程度和故障状态，切换不同的控制模式，在保护储能电站PCS换流器部分的同时，保持储能电站在电网发生高电压故障时在一定时间内不脱网。在电网发生高电压故障时在一定时间内不脱网。在电网发生高电压故障时在一定时间内不脱网。

【技术实现步骤摘要】
一种储能电站高电压穿越的控制方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，涉及储能电站并网控制策略
，具体涉及一种储能电站高电压穿越的控制方法。

技术介绍

[0002]考虑到系统调压主要以电容器等无功补偿设备主，动态无功支撑能力缺乏。电化学储能可以在动态储能变流器(power conditioning system，PCS)、通信和控制设备的辅助下，通过调整其输出的无功功率大小来对输配线路的电压进行调节。无功支持属于典型的功率型应用，不消耗电池的储存能量，放电时间相对较短，但允许频次很高，而且因其响应的快速性，可以显著改善暂态电压质量。然而，储能PCS系统与风机等新能源并网类似，均通过三相逆变器并网，因此，当发生电网电压骤升时，一方面电网侧功率无法送出，另一方面功率由电网流入变频器，直流电压将快速升高，如超过电力半导体IGBT的耐压极限将引起逆变环节器件的损坏，故为了保护储能PCS系统，在电网发生低电压或高电压故障时，理论上应及时切除储能电站。然而在发生高电压故障时，储能电站本身的动态无功支撑作用又要求储能电站不能被切除。故亟待提出在充分保护储能电站的前提下，在系统发生高电压故障下可以使储能继续发挥作用的储能电站高电压穿越控制策略

技术实现思路

[0003]为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种储能电站高电压穿越的控制方法，本专利技术方法能够在保护储能PCS系统的前提下尽可能的在电网发生高电压故障时为其提供无功支撑，缓减系统高电压故障。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]步骤一：储能电站正常并网运行时，通过传感器对并网点电压的有效值进行实时采样，得到并网点处并网电压的有效值U
g
(t)；
[0006]步骤二：根据测得的U
g
(t)是否超过其正常工况下的1.05倍，判断电网是否发生高电压故障，当U
g
(t)>1.05p.u.时，判断电网发生高电压故障，进入步骤三，否则判断为正常工况；
[0007]步骤三：根据测得的U
g
(t)是否超过其正常工况下的1.3倍，判断电网发生高电压故障的程度，当U
g
(t)>1.3p.u.时判断为深程度高电压故障，否则为浅程度高电压故障；
[0008]步骤四：根据划分的3种工况切换储能高电压穿越的控制方法：正常工况下，储能电站的高电压穿越控制方法为：直流斩波器不动作，储能过程控制系统无需提供无功支撑，输出无功电流给定值浅程度故障下，为保护储能过程控制系统变流器环节，直流斩波器动作，储能过程控制系统通过向电网提供无功支撑来缓减电网高电压故障，此时输出无功电流给定值深程度故障下，为了避免换流器进入不可控状态，动态无功补偿装置投入使用，直流斩波器同步动作，储能过程控制系统尽最大可能向电网提供无功支撑，
输出无功电流给定值其中：i
max
为变流器允许通过的最大电流，i
d
为变流器输出有功电流，：ΔU
g
为电网电压高电压故障相对正常电压增大的标幺值。
[0009]本专利技术以正常工况下电压值的1.05倍作为指标来判断是否发生高电压故障；以正常工况下电压值的1.3倍来判断高电压故障的深浅程度。在深程度高电压故障下配合动态无功补偿装置，保护储能过程控制系统始终处于可控状态，进而控制储能过程控制系统尽最大可能向电网提供无功支撑，输出无功电流给定值是在考虑换流器所能承受的最大电流的情况下，在正常向系统提供有功之余，尽可能为系统提供无功支撑。在浅程度高电压故障下，储能过程控制系统处于可控状态，可以向电网提供一定的无功支撑，帮助电网进行故障恢复，输出无功电流给定值ΔU
g
为电网电压高电压故障相对正常电压增大的标幺值；此外，当故障发生时，为保护设备同时保证储能过程控制系统拥有足够的无功容量，此时可控制储能过程控制系统输出有功功率降为0。
[0010]和现有技术相比较，本专利技术具备如下优点：
[0011]1)本专利技术控制方法能够在电网系统发生高电压故障时，在保护储能电站过程控制系统的同时，不切除储能电站，因此储能电站本身可以根据故障的深浅程度配合动态无功补偿装置STATCOM为电网提供故障时的无功支撑，帮助电网缓解高电压故障带来的影响。
[0012]2)本专利技术方法可以通过检测储能电站并网点电压判断电网发生高电压故障的深浅程度和故障状态，切换不同的控制模式，在保护储能电站PCS换流器部分的同时，保持储能电站在电网发生高电压故障时在一定时间内不脱网。
附图说明
[0013]图1是适用于本专利技术方法的一种储能系统拓扑图。
[0014]图2是本专利技术采用的含直流斩波器的储能过程控制系统结构拓扑。
[0015]图3是本专利技术的流程图。
[0016]图4是本专利技术控制方法框图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术在传统储能电站并网模型的基础上装设了DC chopper撬棒电路以及动态无功补偿装置STATCOM。如图1所示，储能系统电网侧grid发生高电压故障，储能电站过程控制PCS系统拓扑如图2所示，由储能电站的控制策略(如图4所示)提供动态无功补偿装置STATCOM投切信号、直流斩波器DC chopper动作信号以及生成变流器控制部分的PWM信号，具体实施步骤如图3所示，详细说明如下：
[0018]步骤一：储能电站正常并网运行时，通过传感器对并网点电压的有效值进行实时采样，得到并网点处并网电压的有效值U
g
(t)；
[0019]步骤二：根据测得的U
g
(t)是否超过其正常工况下的1.05倍，判断电网是否发生高电压故障，当U
g
(t)>1.05p.u.时，判断电网发生高电压故障，进入步骤三，否则判断为正常工况；
[0020]步骤三：根据测得的U
g
(t)是否超过其正常工况下的1.3倍，判断电网发生高电压故障的程度，当U
g
(t)>1.3p.u.时判断为深程度高电压故障，否则为浅程度高电压故障；
[0021]步骤四：根据划分的3种工况切换储能高电压穿越的控制方法：正常工况下，储能电站的高电压穿越控制方法为：DC chopper不动作，STATCOM不投入，储能PCS系统无需提供无功支撑，输出无功电流给定值浅程度高电压故障下，为保护储能PCS系统变流器环节，DC chopper动作，STATCOM不投入，储能PCS系统通过向电网提供无功支撑来缓减电网高电压故障，此时输出无功电流给定值深程度高电压故障下，为了避免换流器进入不可控状态，STATCOM投入，DC chopper同步动作，储能PCS系统尽最大可能向电网提供无功支撑，输出无功电流给定值
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能电站高电压穿越的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：储能电站正常并网运行时，通过传感器对并网点电压的有效值进行实时采样，得到并网点处并网电压的有效值U
g
(t)；步骤二：根据测得的U
g
(t)是否超过其正常工况下的1.05倍，判断电网是否发生高电压故障，当U
g
(t)>1.05p.u.时，判断电网发生高电压故障，进入步骤三，否则判断为正常工况；步骤三：根据测得的U
g
(t)是否超过其正常工况下的1.3倍，判断电网发生高电压故障的程度，当U
g
(t)>1.3p.u.时判断为深程度高电压故障，否则为浅程度高电压故障；步骤四：根据划分的3种工况切换储能高电压穿越的控制方法：正常工况下，储能电站的高电压穿越控制方法为：直流斩波器不动作，储能过程控制系统无需提供无功支撑，输出无功电流给定值浅程度高电压故障下，为保护储能过程控制系统变流器环节，直流斩波器动作，储能过程控制系统通过向电网提供无功支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭正伟，陆晓艳，任大江，刘志远，马培华，郑如强，高保皓，李如一，郝治国，白一哲，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：