System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法及系统技术方案_技高网

抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法及系统技术方案

技术编号:39959531 阅读:7 留言:0更新日期:2024-01-08 23:56
本发明专利技术提供了一种抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法及系统,方法包括:将储能变流器的d轴电流分量通过高通滤波器和虚拟阻抗环节施加到电流内环调节器的d轴输出电压上,将储能变流器的q轴电流分量通过高通滤波器和虚拟阻抗环节施加到电流内环调节器的q轴输出电压上,实现储能变流器的自稳控制;将储能变流器的有功功率通过带通滤波器和虚拟电阻环节叠加到电流内环的q轴电流参考值,将储能变流器的无功功率通过带通滤波器和虚拟电阻环节叠加到电流内环的d轴电流参考值,实现储能变流器的致稳控制;新能源电力系统出现振荡现象后,根据振荡频率大小,对储能变流器的自稳与致稳控制部分进行参数自适应调整,实现不同频段振荡的抑制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源电力系统及储能,具体地,涉及一种抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法及系统,同时提供了一种相应的新能源电力系统。


技术介绍

1、新型电力系统区别于传统电力系统的稳定问题凸显,主要包括大规模新能源接入导致的宽频振荡等问题给电网稳定控制提出了挑战。为了减轻新能源场站宽频振荡现象对电网的影响,需要研究如何抑制新能源电力系统出现的振荡现象。现有研究多在新能源发电机组控制器中采用控制参数优化或有源阻尼控制等方法抑制系统振荡,存在以下问题:1)由于新能源集群通常含有成百上千台新能源发电机组,难以逐台设置,实施起来存在难度;2)改变新能源机组控制参数或控制结构,可能会影响机组的基频控制性能;3)新能源机组集体投入振荡抑制措施,对整个新能源场站的特性影响较大,可能存在“顾此失彼”的风险;4)新能源机组控制模型存在“黑/灰箱”问题,除机组厂家外,其他人员无法修改机组控制参数或控制结构。


技术实现思路

1、本专利技术针对现有技术中存在的上述不足,提供了一种抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法及系统,同时提供了一种相应的新能源电力系统。

2、根据本专利技术的一个方面,提供了一种抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法,包括:储能变流器的自稳控制部分和储能变流器的致稳控制部分;根据新能源电力系统的振荡频率大小,分别对储能变流器的自稳控制部分和致稳控制部分进行参数自适应调整,实现不同频段振荡的抑制;其中:

3、所述储能变流器的自稳控制部分,包括:将储能变流器的d轴电流分量通过高通滤波器和虚拟阻抗环节施加到电流内环调节器的d轴输出电压上;将储能变流器的q轴电流分量通过高通滤波器和虚拟阻抗环节施加到电流内环调节器的q轴输出电压上,实现储能变流器的自稳控制;

4、所述储能变流器的致稳控制部分,包括:将储能变流器外环有功功率通过带通滤波器和虚拟电阻环节叠加到电流内环的q轴电流参考值;将储能变流器外环无功功率通过带通滤波器和虚拟电阻环节叠加到电流内环的d轴电流参考值,实现储能变流器的致稳控制。

5、优选地,所述将储能变流器的d轴电流分量通过高通滤波器和虚拟阻抗环节施加到电流内环调节器的d轴输出电压上,包括:

6、将储能变流器的d轴电流分量通过高通滤波器和虚拟阻抗环节添加到电流内环的d轴输出电压,如式(1)所示:

7、

8、其中,kipd和kiid分别为电流内环pi控制器的比例系数和积分系数,s为拉普拉斯算子,为外环控制输出的d轴电流参考值,为交流电流在d轴的分量,即储能变流器的d轴电流分量,上标c代表控制系下的变量,gvd为d轴高通滤波器和虚拟阻抗环节,ω0为基频角频率,lf为滤波电感,为交流电流在q轴的分量,上标c代表控制系下的变量,ugd为公共连接点的电压测量值在d轴的分量,为变流器输出电压在d轴的分量,即电流内环调节器的d轴输出电压,上标c代表控制系下的变量;

9、所述高通滤波器和虚拟阻抗环节gvd的表达式,如式(2)所示:

10、

11、其中,rvd为gvd的虚拟电阻,lvd为gvd的虚拟电感,rvd+slvd为gvd的虚拟阻抗,stvd/(1+stvd)为gvd的高通滤波器,tvd=1/fvd,fvd为gvd的高通滤波器的截止频率。

12、优选地,所述将储能变流器的q轴电流分量通过高通滤波器和虚拟阻抗环节施加到电流内环调节器的q轴输出电压上,包括:

13、将储能变流器的q轴电流分量通过高通滤波器和虚拟阻抗环节添加到电流内环的q轴输出电压,如式(3)所示:

14、

15、其中,kipq和kiiq分别为电流内环pi控制器的比例系数和积分系数,s为拉普拉斯算子,为外环控制输出的q轴电流参考值,代表交流电流在q轴的分量,即储能变流器的q轴电流分量,上标c代表控制系下的变量,gvq为q轴高通滤波器和虚拟阻抗环节,ω0为基频角频率,lf为滤波电感,为交流电流在d轴的分量,上标c代表控制系下的变量,ugq为公共连接点的电压测量值在q轴的分量,代表变流器输出电压在q轴的分量,即电流内环调节器的q轴输出电压,上标c代表控制系下的变量;

16、高通滤波器和虚拟阻抗环节gvq的表达式,如式(4)所示:

17、

18、其中,rvq为gvq的虚拟电阻,lvq为gvq的虚拟电感,rvq+slvq为gvq的虚拟阻抗,stvq/(1+stvq)为gvq的高通滤波器,tvq=1/fvq,fvq为gvq的高通滤波器的截止频率。

19、优选地,所述将储能变流器外环有功功率通过带通滤波器和虚拟电阻环节叠加到电流内环的q轴电流参考值,包括:

20、将储能变流器外环有功功率通过带通滤波器和虚拟电阻环节叠加到电流内环的q轴电流参考值如式(5)所示:

21、

22、其中,为外环控制输出的q轴电流参考值,kqp和kqi分别为无功外环pi控制器的比例系数和积分系数,s为拉普拉斯算子,qref为功率控制的无功参考值,p为逆变器的有功功率,q为逆变器的无功功率,rbpfp为虚拟电阻,gbpfp为有功功率所连的带通滤波器的传递函数;

23、所述带通滤波器gbpfp的表达式,如式(6)所示:

24、

25、其中,ωnp为有功功率所连的带通滤波器gbpfp的中心频率,ξp为有功功率所连的带通滤波器gbpfp的阻尼比,2ξpωnp为有功功率所连的带通滤波器gbpfp的带宽。

26、优选地,所述将储能变流器外环无功功率通过带通滤波器和虚拟电阻环节叠加到电流内环的d轴电流参考值,包括:

27、将储能变流器外环无功功率通过带通滤波器和虚拟电阻环节叠加到电流内环的d轴电流参考值如式(7)所示:

28、

29、其中,为外环控制输出的d轴电流参考值,kpp和kpi分别为有功外环pi控制器的比例系数和积分系数,s为拉普拉斯算子,pref为功率控制的有功参考值,p为逆变器的有功功率,q为逆变器的无功功率,rbpfq为虚拟电阻,gbpfq为无功功率所连的带通滤波器的传递函数;

30、所述带通滤波器gbpfq的表达式,如式(8)所示:

31、

32、其中,ωnq为无功功率所连的带通滤波器gbpfq的中心频率,ξq为无功功率所连的带通滤波器gbpfq的阻尼比,2ξqωnq为无功功率所连的带通滤波器gbpfq的带宽。

33、优选地,所述根据新能源电力系统的振荡频率大小,对储能变流器的自稳控制部分和致稳控制部分进行参数自适应调整,实现不同频段振荡的抑制,包括:

34、根据新能源电力系统的振荡频率的大小,设置自稳控制部分的高通滤波器的截止频率fvd(q)以及致稳控制部分的带通滤波器的中心频率ωnd(q)和带宽;

35、检测电力系统振荡是否被抑制:

36、如果振荡仍旧存在,则调节致稳控制部分的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法,其特征在于,包括:储能变流器的自稳控制部分和储能变流器的致稳控制部分;根据新能源电力系统的振荡频率大小,分别对储能变流器的自稳控制部分和致稳控制部分进行参数自适应调整,实现不同频段振荡的抑制;其中:

2.根据权利要求1所述的抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法,其特征在于,所述将储能变流器的d轴电流分量通过高通滤波器和虚拟阻抗环节施加到电流内环调节器的d轴输出电压上,包括:

3.根据权利要求1所述的抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法,其特征在于,所述将储能变流器的q轴电流分量通过高通滤波器和虚拟阻抗环节施加到电流内环调节器的q轴输出电压上,包括:

4.根据权利要求1所述的抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法,其特征在于,所述将储能变流器外环有功功率通过带通滤波器和虚拟电阻环节叠加到电流内环的q轴电流参考值,包括:

5.根据权利要求1所述的抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法,其特征在于,所述将储能变流器外环无功功率通过带通滤波器和虚拟电阻环节叠加到电流内环的d轴电流参考值,包括:

6.根据权利要求1所述的抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法,其特征在于,所述根据新能源电力系统的振荡频率大小,对储能变流器的自稳控制部分和致稳控制部分进行参数自适应调整,实现不同频段振荡的抑制,包括:

7.一种抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制系统,其特征在于,包括:

8.根据权利要求7所述的抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制系统,其特征在于,还包括:

9.一种新能源电力系统,其特征在于,包括:永磁直驱风电场、双馈风电场、光伏电站、同步发电机、传输线以及储能电站;其中:

10.根据权利要求9所述的抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法,其特征在于,所述新能源场站通过柔性直流输电系统或所述传输线接入汇集站。

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【技术特征摘要】

1.一种抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法,其特征在于,包括:储能变流器的自稳控制部分和储能变流器的致稳控制部分;根据新能源电力系统的振荡频率大小,分别对储能变流器的自稳控制部分和致稳控制部分进行参数自适应调整,实现不同频段振荡的抑制;其中:

2.根据权利要求1所述的抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法,其特征在于,所述将储能变流器的d轴电流分量通过高通滤波器和虚拟阻抗环节施加到电流内环调节器的d轴输出电压上,包括:

3.根据权利要求1所述的抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法,其特征在于,所述将储能变流器的q轴电流分量通过高通滤波器和虚拟阻抗环节施加到电流内环调节器的q轴输出电压上,包括:

4.根据权利要求1所述的抑制新能源电力系统振荡的储能变流器控制方法,其特征在于,所述将储能变流器外环有功功率通过带通滤波器和虚拟电阻环节叠加到电流内环的q轴电流参考值,包括:

5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕敬高磊戴金水
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:

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