【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统稳定分析，具体涉及一种动态限幅结构及短路电流动态协调的光储并网控制方法。
技术介绍
1、当前大规模风光等可再生能源的规模化并网，由于新能源的波动性和间歇性，导致其并网功率的波动，对电网稳定性造成了较大的影响，而利用储能技术可以控制新能源的并网功率在允许范围内，提高了可再生能源的消纳。储能技术能够参与电网的一次调频，弥补电网中的不平衡功率，提高系统的频率稳定性。此外，储能技术还可以协助系统在灾变事故后重新启动与快速恢复，提高系统的自愈能力等。在众多储能技术中，电化学储能凭借其响应快、功率密度高，在辅助电网服务方面备受人们关注。电池储能系统的输出功率在其功率变换器进行控制，其采用功率外环电流内环控制，其控制结构如图3所示。传统的限幅环节给有功电流、无功电流设置固定的限幅值，交流系统短路故障后，若此时有功电流实际值比较大，由于有功、无功电流的关系在限幅的作用下导致无功电流不足，从而使得换流站输出的无功功率不足，影响系统电压。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种动态限幅结构及短路电流动态协调的光储并网控制方法，通过在定功率站设置动态限幅环节，在受端系统故障时可以释放储能换流器对交流系统的无功功率支撑潜力，以此来增强交流系统电压稳定性，可以提升多个储能并网系统支撑的交流系统短路电流强度。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种动态限幅结构，包括第一减法器a1、第一pi控制器、定有功限幅器、动有功限幅器、第二减法器a2、第二pi控制器、无
4、作为优化，所述动有功限幅器包括第三减法器a3、第一平方器b1、第二平方器b2和根号器b3，所述无功限幅器的输出端与所述第二平方器b2的输入端连接，所述第一平方器b1的输入端输入所述储能系统的电流限幅值，所述第三减法器a3的两个输入端分别连接所述第一平方器b1的输出端和第二平方器b2的输出端，所述第三减法器a3的输出端与所述根号器b3的输入端连接，所述根号器b3的输出端连接所述第一单刀双掷开关的其中一个静触点。
5、作为优化，，所述有功电流限幅值由电流限幅值和经过动态限幅控制器后的无功电流参考值决定。
6、本专利技术还公开了一种短路电流动态协调的光储并网控制方法，包括如下步骤：
7、s1、将前述的动态限幅结构加入到光储电站中的所有储能系统中；
8、s2、设置所有储能换流站的有功模式为定有功功率，无功模式为定无功功率，并根据实际需求设置各个所述储能换流站的有功功率参考值pref和无功功率参考值qref；
9、s3、设置其中两个储能系统的控制器限流方式为动态限幅限流方式，除该两个储能系统以外的所有储能系统为正常限流控制方式；
10、s4、解锁所述光储电站的储能并网换流站，并按照s2设定的功率值进行运行；
11、s5、每隔设定时间采集所述光储电站中的采取动态限幅限流方式的两个储能系统的荷电状态是否高于规定荷电阈值，若是，则返回本步骤，否则，跳转至s6；
12、s6、将荷电状态低于或者等于所述规定荷电阈值的储能系统切换至正常限流控制方式，并在所述光储电站中随机找到一个荷电状态在规定荷电阈值内且限流方式为正常限流控制方式的储能系统，将该找到的储能系统的限流方式改为动态限幅限流方式。
13、作为优化，当检测到交流系统发生三相短路故障时，触发限流方式为动态限幅控制方式的储能系统进行放电，保持触发信号直至故障恢复或储能单元荷电状态低于或等于规定荷电阈值为止。
14、作为优化，当检测到交流系统发生三相短路故障时，还包括：第二单刀双掷开关的动触点与无功电流支撑端的静触点连接，向所述交流系统提供无功支撑功率，用于支撑所述交流系统的电压水平。
15、作为优化，所述规定荷电阈值为10％。
16、作为优化，当储能系统内的第一单刀双掷开关的动触点与动有功限幅器的静触点连接时，该储能系统的限流方式为动态限幅限流方式；当所述储能系统内的第一单刀双掷开关的动触点与静有功限幅器的静触点连接时，该储能系统的限流方式为正常限流控制方式。
17、作为优化，在检测到交流系统发生三相短路故障时，所述储能系统内的第二单刀双掷开关的动触点与无功电流支撑端的静触点连接，把无功电流参考值改为1pu，所述储能系统向所述交流系统提供无功支撑功率，支撑其电压水平。
18、作为优化，采用动态限幅限流方式的储能系统的无功电流参考值和有功电流参考值表示为：
19、
20、
21、其中，ilim、idlim和iqlim分别为、有功电流限幅值和无功电流限幅值；idref、iqref分别为经过pi环节后的有功、无功电流参考值，分别为经过动态限幅控制器后的无功电流和有功电流参考值。
22、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
23、交流系统正常运行时，此时设置动态限幅限流的储能系统输出的无功电流一般较小，有功电流仍保持之前的限幅值，并不需要进行动态调节；当交流系统发生三相短路故障后，设置动态限幅限流的储能输出的无功电流为1pu，此时需要对有功电流进行动态调节，使得系统达到新的稳定运行点。在动态限幅控制策略中，调节器中pi环节迅速响应偏差量，能够使无功电流更快的响应电压跌落，对应的无功电流在短时间内快速增加，变流器通过挤占一部分有功功率来释放更多的无功功率，对受端交流系统进行无功支撑。同时本专利技术进一步考虑多个储能间的荷电状态，实现低荷电状态的动态限幅策略失效状态下，其他储能系统的自动的切换，以保障系统中在任意时刻均有2个动态限幅环节支撑，提升了对交流系统强度支撑的有效性。
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1.一种动态限幅结构，其特征在于，包括第一减法器A1、第一PI控制器、定有功限幅器、动有功限幅器、第二减法器A2、第二PI控制器、无功限幅器、第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，所述动有功限幅器的限幅值与经过所述第二PI控制器后的无功电流参考值呈正比，其中，所述第一减法器A1的输入端分别输入储能系统的有功功率参考值和有功功率测量值，所述第一减法器A1的输出端通过所述第一PI控制器与所述第一单刀双掷开关的动触点连接，所述第一单刀双掷开关的两个静触点分别连接定有功限幅器和动有功限幅器；所述第二减法器A2的输入端分别输入所述储能系统的无功功率参考值和无功功率测量值，所述第二减法器A2的输出端通过所述第二PI控制器与所述第二单刀双掷开关的其中一个静触点连接，所述第二单刀双掷开关的另一个静触点连接无功电流支撑端，所述第二单刀双掷开关的动触点与所述无功限幅器的输入端连接，所述无功限幅器的输出端输出无功电流参考值，同时，所述无功限幅器的输出端与所述动有功限幅器的其中一个输入端连接，所述动有功限幅器的另一个输入端输入所述储能系统的电流限幅值。
2.根据权利要求1所述的动态限幅结构，其
3.一种短路电流动态协调的光储并网控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种短路电流动态协调的光储并网控制方法，其特征在于，当检测到交流系统发生三相短路故障时，触发限流方式为动态限幅控制方式的储能系统进行放电，保持触发信号直至故障恢复或储能单元荷电状态低于或等于规定荷电阈值为止。
5.根据权利要求4所述的一种短路电流动态协调的光储并网控制方法，其特征在于，当检测到交流系统发生三相短路故障时，还包括：第二单刀双掷开关的动触点与无功电流支撑端的静触点连接，向所述交流系统提供无功支撑功率，用于支撑所述交流系统的电压水平。
6.根据权利要求3所述的一种短路电流动态协调的光储并网控制方法，其特征在于，所述规定荷电阈值为10％。
7.根据权利要求3所述的一种短路电流动态协调的光储并网控制方法，其特征在于，当储能系统内的第一单刀双掷开关的动触点与动有功限幅器的静触点连接时，该储能系统的限流方式为动态限幅限流方式；当所述储能系统内的第一单刀双掷开关的动触点与静有功限幅器的静触点连接时，该储能系统的限流方式为正常限流控制方式。
8.根据权利要求5所述的一种短路电流动态协调的光储并网控制方法，其特征在于，在检测到交流系统发生三相短路故障时，所述储能系统内的第二单刀双掷开关的动触点与无功电流支撑端的静触点连接，把无功电流参考值改为1pu，所述储能系统向所述交流系统提供无功支撑功率，支撑其电压水平。
9.根据权利要求3所述的一种短路电流动态协调的光储并网控制方法，其特征在于，采用动态限幅限流方式的储能系统的无功电流参考值和有功电流参考值表示为：
10.根据权利要求9所述的一种短路电流动态协调的光储并网控制方法，其特征在于，所述有功电流限幅值由电流限幅值和经过动态限幅控制器后的无功电流参考值决定。
...【技术特征摘要】
1.一种动态限幅结构，其特征在于，包括第一减法器a1、第一pi控制器、定有功限幅器、动有功限幅器、第二减法器a2、第二pi控制器、无功限幅器、第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，所述动有功限幅器的限幅值与经过所述第二pi控制器后的无功电流参考值呈正比，其中，所述第一减法器a1的输入端分别输入储能系统的有功功率参考值和有功功率测量值，所述第一减法器a1的输出端通过所述第一pi控制器与所述第一单刀双掷开关的动触点连接，所述第一单刀双掷开关的两个静触点分别连接定有功限幅器和动有功限幅器；所述第二减法器a2的输入端分别输入所述储能系统的无功功率参考值和无功功率测量值，所述第二减法器a2的输出端通过所述第二pi控制器与所述第二单刀双掷开关的其中一个静触点连接，所述第二单刀双掷开关的另一个静触点连接无功电流支撑端，所述第二单刀双掷开关的动触点与所述无功限幅器的输入端连接，所述无功限幅器的输出端输出无功电流参考值，同时，所述无功限幅器的输出端与所述动有功限幅器的其中一个输入端连接，所述动有功限幅器的另一个输入端输入所述储能系统的电流限幅值。
2.根据权利要求1所述的动态限幅结构，其特征在于，所述动有功限幅器包括第三减法器a3、第一平方器b1、第二平方器b2和根号器b3，所述无功限幅器的输出端与所述第二平方器b2的输入端连接，所述第一平方器b1的输入端输入所述储能系统的电流限幅值，所述第三减法器a3的两个输入端分别连接所述第一平方器b1的输出端和第二平方器b2的输出端，所述第三减法器a3的输出端与所述根号器b3的输入端连接，所述根号器b3的输出端连接所述第一单刀双掷开关的其中一个静触点。
3.一种短路电流动态协调的光储并网控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：王曦，陈振，叶希，石鹏，王永灿，黄格超，范成围，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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