一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法及系统

【技术实现步骤摘要】
一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及微电网储能协调控制
，更具体的说是涉及一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法及系统
。

技术介绍

[0002]在现有包含储能的微电网系统中，储能系统均通过跟网型与构网型两种控制方式接入电网，在频率
/
电压调节中发挥关键作用
。
为实现大规模储能系统接入电网，通常采用储能集群协调控制，以实现不同储能系统间的频率
/
电压恢复
、
精确的功率共享
。
现有技术中采用跟网型储能变流器协调控制应用较为广泛
。
同时，构网型控制作为储能系统并网的新型技术手段，凭借其主动支撑电网的特性，得到了广泛地研究，构网型储能变流器协调控制也成为目前的研究热点
。
[0003]目前，微电网中储能系统集群协调控制的主流控制模式是采取多台跟网型储能变流器协调控制
。
但是，跟网型储能控制适用于强电网下，在弱电网下易失稳
。
而构网型储能控制凭借其主动支撑电网的特性，无需跟随电网信息，在弱电网下仍可以保持稳定，但在强电网下易失稳
。
跟网型和构网型储能变流器两者的控制方式不同，适用场景不同
。
现有方法多关注于单一控制方式下的协调控制策略，并未考虑跟网型控制与构网型储能控制之间的协调控制
。
[0004]因此，如何提供一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法及系统，实现即使没有任何同步发电机或大功率电力系统的支持，也能在微电网中实现频率
/
电压恢复以及准确的功率分配是本领域技术人员亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法及系统，根据跟网型与构网型储能的控制特点，提出了一种协调二次控制方案，实现微电网系统中不同控制方式的储能变流器间的协调控制，实现即使没有任何同步发电机或大功率电力系统的支持，储能单元也能在微电网中实现对于电网的频率
/
电压恢复以及不同
SOC
值储能单元间的功率分配
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法，包括：
[0007]基于一致性算法的协调控制策略构建构网型和跟网型储能系统；
[0008]在所述构网型和跟网型储能系统中，构网型储能变流器和跟网型储能变流器组成主从式架构；所述构网型储能变流器为主节点，所述跟网型储能变流器为从节点；
[0009]设置构网型储能变流器的功率值，输出电压幅值和频率，所述跟网型储能变流器跟随所述构网型储能变流器输出的电压幅值和频率实现构网型和跟网型储能系统的协调二次控制
。
[0010]优选的，还包括：将所述构网型和跟网型储能系统接入微电网系统中，对所述构网
型储能变流器和所述跟网型储能变流器进行采样，分别得到构网型储能变流器和所述跟网型储能变流器的输出电压和输出电流
。
[0011]优选的，所述一致性算法的协调控制策略包括：根据图论基础，设置
n
L
项为跟网型储能变流器，设置
n
M
项为构网型储能变流器；
[0012]跟网型储能变流器表示为
V
L
＝
{1,2
，
···
,n
L
}
；构网型储能变流器表示为
V
M
＝
{n
L
+1,n
L
+2
，
···
,n
L
+n
M
}
；
[0013]所述构网型储能变流器和所述跟网型储能变流器通过一致性控制收敛到共识，如下式所示：
[0014][0015]其中，
a
ij
表示权重系数，
x(t)
表示状态量，
u
i
为输入控制信号以实现所需的控制目标
。
[0016]基于一致性算法将系统中的跟网型与构网型储能变流器收敛到共识
。
实现不同
SOC
值储能单元间的功率分配
。
[0017]优选的，所述协调二次控制包括：分别对所述构网型储能变流器和所述跟网型储能变流器进行控制，对频率调节和有功功率分配；
[0018]分别对所述构网型储能变流器和所述跟网型储能变流器进行控制，对电压调节和无功功率补偿
。
[0019]优选的，分别对所述构网型储能变流器和所述跟网型储能变流器进行控制，对频率调节和有功功率分配，包括：构网型储能变流器有功下垂控制，控制输出频率值，并通过一致性算法进行协调控制；
[0020]跟网型储能变流器有功下垂控制，控制输出有功功率值，并通过一致性算法进行协调控制
。
[0021]优选的，所述构网型储能变流器有功下垂控制，控制输出频率值，并通过一致性算法进行协调控制，如下式所示：
[0022][0023][0024]其中，
ω
iGFM
是构网型储能控制输出的频率值，
ω
*
、m
pi
和
P
i*
分别为下垂控制的频率给定值
、
下垂系数和功率设定值；
k
pi
是第
i
个变流器的正增益，影响频率调节的速度；
[0025]所述跟网型储能变流器有功下垂控制，控制输出有功功率值，并通过一致性算法进行协调控制，如下式所示：
[0026][0027][0028]其中，
P
iGFL
是跟网型储能控制输出的有功功率值，
ω
*
、
和
P
i*
分别为下垂控制的频率给定值
、
下垂系数和功率设定值；
k
pi
是第
i
个变流器的正增益
。
[0029]优选的，分别对所述构网型储能变流器和所述跟网型储能变流器进行控制，对电
压调节和无功功率补偿，包括：构网型储能变流器无功下垂控制，控制输出电压值，并通过一致性算法进行协调控制；
[0030]跟网型储能变流器无功下垂控制，控制输出无功功率值，并通过一致性算法进行协调控制
。
[0031]优选的，所述构网型储能变流器无功下垂控制，控制输出电压值，并通过一致性算法进行协调控制，如下式所示：
[0032][0033][0034]其中，是构网型储能控制输出的电压值，
m
qi
和分别为无功下垂控制的电压给定值
、
下垂系数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法，其特征在于，包括：基于一致性算法的协调控制策略构建构网型和跟网型储能系统；在所述构网型和跟网型储能系统中，构网型储能变流器和跟网型储能变流器组成主从式架构；所述构网型储能变流器为主节点，所述跟网型储能变流器为从节点；设置构网型储能变流器的功率值，输出电压幅值和频率，所述跟网型储能变流器跟随所述构网型储能变流器输出的电压幅值和频率实现构网型和跟网型储能系统的协调二次控制
。2.
根据权利要求1所述的一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法，其特征在于，还包括：将所述构网型和跟网型储能系统接入微电网系统中，对所述构网型储能变流器和所述跟网型储能变流器进行采样，分别得到构网型储能变流器和所述跟网型储能变流器的输出电压和输出电流
。3.
根据权利要求1所述的一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法，其特征在于，所述一致性算法的协调控制策略包括：设置
n
L
项为跟网型储能变流器，设置
n
M
项为构网型储能变流器；跟网型储能变流器表示为
V
L
＝
{1,2
，
···
,n
L
}
；构网型储能变流器表示为
V
M
＝
{n
L
+1,n
L
+2
，
···
,n
L
+n
M
}
；所述构网型储能变流器和所述跟网型储能变流器通过一致性控制收敛到共识，如下式所示：其中，
a
ij
表示权重系数，
x(t)
表示状态量，
u
i
为输入控制信号以实现所需的控制目标
。4.
根据权利要求1所述的一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法，其特征在于，所述协调二次控制包括：分别对所述构网型储能变流器和所述跟网型储能变流器进行控制，对频率调节和有功功率分配；分别对所述构网型储能变流器和所述跟网型储能变流器进行控制，对电压调节和无功功率补偿
。5.
根据权利要求4所述的一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法，其特征在于，分别对所述构网型储能变流器和所述跟网型储能变流器进行控制，对频率调节和有功功率分配，包括：构网型储能变流器有功下垂控制，控制输出频率值，并通过一致性算法进行协调控制；跟网型储能变流器有功下垂控制，控制输出有功功率值，并通过一致性算法进行协调控制
。6.
根据权利要求5所述的一种构网型与跟网型储能变流器的协调控制方法，其特征在于，所述构网型储能变流器有功下垂控制，控制输出频率值，并通过一致性算法进行协调控制，如下式所示：制，如下式所示：
其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，郑云平，亚夏尔，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：