基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法技术

技术编号:43248051 阅读:20 留言:0更新日期:2024-11-05 17:32
本发明专利技术属于海上风力发电场主动频率支撑领域,公开了一种基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法;包括以下步骤:步骤一:构建海上风力发电场直流储能电站,储能电站中包含有多个即插即用的分布式储能单元;步骤二:构建二级控制框架,二级控制框架包括一级控制器和二级控制器,一级控制器采用下垂控制器控制储能单元,能够实现充放电功率在分布式储能装置中的均衡分配;二级控制器采用扩散策略构成了两个电压补偿器,其中一个电压补偿器包含两个部分,第一个部分主要用于补偿一级控制器中由于线路阻抗导致的电压差,第二个部分主要补偿由于下垂控制导致的电压差;另一个电压补偿器主要用于补偿储能单元功率分配均衡导致的电压差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海上风力发电主动频率支撑领域,尤其是一种基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法


技术介绍

1、海上风力发电场能够减少化石能源的消耗,能够助力我国尽早达成“双碳”目标。但是风能具有随机性、波动性的特点,需配备储能电站削峰填谷,提高风能的消纳能力。而储能电站中的储能单元应具备即插即用的特性,能够实现自动的功率均衡分配。储能电站的分布式的储能单元可采用集中控制或分散控制,集中控制需建立可靠的通信拓扑,需性能优越的中央处理器。分散控制策略则无法获知全局信息,易导致部分储能装置过充、过放。


技术实现思路

1、针对以上问题,本专利技术提出了一种基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法,该方法的一层控制器采用改进的下垂控制策略,二层控制器采用扩散策略对一层控制器的电压进行补偿;若二层控制器发生故障,一层控制器仍旧能够实现分布式储能单元的功率分配。

2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法,包括以下步骤:

3本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法,其特征在于,所述Buck/Boost变换器采用双闭环控制策略,双闭环控制策略的外环为储能单元输出电压控制环,内环为储能单元输出电流的控制环;所述Buck/Boost变换器包括电压外环控制器PI1和电流内环控制器PI2;电压外环控制器PI1的输入为储能单元输出电压参考值与检测值的差值,输出为储能单元的输出电流参考值,如式(1)所示;电流内环控制器PI2的输入为储能单元输出电流的参考值与检测值的差值,输出为占空比,如式(2...

【技术特征摘要】

1.一种基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法,其特征在于,所述buck/boost变换器采用双闭环控制策略,双闭环控制策略的外环为储能单元输出电压控制环,内环为储能单元输出电流的控制环;所述buck/boost变换器包括电压外环控制器pi1和电流内环控制器pi2;电压外环控制器pi1的输入为储能单元输出电压参考值与检测值的差值,输出为储能单元的输出电流参考值,如式(1)所示;电流内环控制器pi2的输入为储能单元输出电流的参考值与检测值的差值,输出为占空比,如式(2)所示;

3.根据权利要求2所述的基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法,其特征在于:uout_ref通过下垂控制器确定,实现储能单元之间的功率分配,下垂控制器主要目的为由储能单元的空载输出电压uout_0、下垂系数r和储能单元的输出电流iout确定储能单元的输出电压参考值,输出电压参考值uout_ref表示为:

4.根据权利要求1所述的基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法,其特征在于:一级控制器采用改进下垂控制策略实现分布式储能单元之间的均匀分配,改进下垂控制策略根据储能单元的容量、soc状态和充放电状态确定下垂系数,在第i个储能装置充电时的下垂系数ri_c和在第i个储能装置放电时的下垂系数ri_d表示为:

5.根据权利要求4所述的基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法,其特征在于:n根据储能单元最大充电功率、最大放电功率和soc均衡速度确定。

6.根据权利要求1所述的基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法,其特征在于:一级控制器的下垂控制或改进下垂控制的原理机制为有差控制;且采用下垂控制或改进下垂控制实现分布式储能单元的功率分配时,储能单元的输出电压受到线路阻抗的影响,其表达式为式(6):

7.根据权利要求6所述的基于二级控制框架的海上风力发电场储能电站控制方法,其特征在于:步骤二中通过二级控制器补偿各个储能单元的输出电压差;所述二级控制器分为两个部分,第一...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘泽健杨苹张鹏魏长春王志鹏郑群儒胡前南周前范紫微刘振祥李丰能唐玉烽钟卓霖孙涛詹丽娜
申请(专利权)人:深圳华工能源技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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