【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電力電子領域，尤其涉及一種儲能發電系統及控制方法。
技術介紹
1、隨著新能源發電系統的不斷開發與應用，以光伏發電與風力發電為典型代表的新能源并網發電系統在電力系統中所占的比重日益增加。隨著新能源裝機比例在電力系統所占比重的提高，電力系統的系統慣性和其所能提供的短路電流逐漸減小，電力系統的不穩定性風險日益提高。
2、變流器構網控制技術可以模擬同步發電機的控制特性，增強發電/供電設備接入弱電網的能力，進而提高電力系統的系統慣性和穩定性。一般而言，變流器構網系統的暫態電流過載能力越強，變流器構網系統的電網穩定性能越好。
3、儲能變流器構網系統作為變流器構網系統的一種，在電網發生短路故障等電網不穩定故障時，必須具備一定的暫態電流過載能力，如何提高儲能變流器構網系統的暫態電流過載能力，從而提高儲能變流器構網系統對電網的支撐能力，成為了學術界和產業界重點研究和投入的方向。
技術實現思路
1、本申請提供一種儲能發電系統及其控制方法，該儲能發電系統可以充分利用儲能變流器內部半導體器件本身具有的短時過載能力，優化儲能發電系統的儲能變流器架構設計，從而簡化系統，提高系統工作效率，并縮減系統器件成本。
2、第一方面，本申請實施例公開一種儲能發電系統，該儲能發電系統包括儲能集裝箱，多個儲能變流器；所述儲能集裝箱包括電池，用于實現電能的存儲；所述多個儲能變流器的直流側端口與所述儲能集裝箱連接，所述多個儲能變流器的交流側端口并聯且用于與電網連接，所述多個儲能變流器
3、本實施例中，相比于無需支撐電網的儲能發電系統，為使本實施例中的儲能發電系統具備支撐電網的能力，需要對儲能變流器的數量進行擴容。本實施例要求儲能發電系統的并聯擴容倍數小于暫態過載倍數，這種設計下，儲能變流器會在儲能發電系統發生暫態過載器件超負荷運行。該設計可行，原因如下，該設計首先考慮到儲能發電系統發生暫態過載的持續時間通常很短，所以即使儲能變流器在暫態過載器件會超負荷運行，儲能變流器也可以在儲能發電系統快速恢復正常后也迅速恢復正常運行，也即迅速退出超負荷狀態，再者，儲能變流器內部的半導體器件本身就具備一定的短時過載能力，而這種短時過載能力完全能保證儲能變流器安全度過上述的時間很短的超負荷運行狀態，并且，該方案通過實時監測電網的電壓和頻率，及時準確地發現電網故障，在電網發生暫態過載故障后，可以迅速由穩態工作模式切換至暫態工作模式，以實現各種條件下對電網的支撐。本實施例充分利用了暫態過載的物理特性和儲能變流器本身具備的短時過載能力，簡化了系統架構，提高了系統效率，容易理解的，由于減小了儲能變流器數量，也降低了系統成本，方案準確可靠，電網支撐效果好。
4、根據第一方面，在一種可能的實現方式中，儲能變流器的電路包括npc電路，所述npc電路包括：直流母線；兩個電容，所述兩個電容串聯連接在所述直流母線正極和所述直流母線負極之間；開關管橋臂，所述開關管橋臂連接在所述直流母線正極和所述直流母線負極之間，包括串聯連接的兩個外側開關管和一對內側開關管，所述一對內側開關管中的兩個開關管串聯連接，所述兩個外側開關管中的一個連接在所述直流母線正極和所述一對內側開關管之間，所述兩個外側開關管中的另一個連接在所述直流母線負極和所述一對內側開關管之間；一對二極管，所述一對二極管中的兩個二極管串聯連接，所述一對二極管的兩端分別與所述兩個外側開關管和所述一對內側開關管的兩個連接點相連，所述一對二極管的中點與所述兩個電容的中點連接；所述兩個外側開關管中任一個的通流能力小于所述一對二極管中任一個的通流能力。
5、在本實現方式中，儲能變流器的電路包括npc電路，且特別要求第一開關管和第四開關管的通流能力大于第五二極管和第六二極管的通流能力。這種設計可以顯著增強儲能變流器的短時過載能力，從而增強儲能發電系統在暫態過載期間運行的可靠性。
6、根據第一方面，在一種可能的實現方式中，所述兩個外側開關管和所述一對內側開關管均分別并聯一個體二極管。
7、根據第一方面，在一種可能的實現方式中，所述儲能發電系統包括控制界面，所述控制界面用于設置每個所述儲能變流器的穩態最大有功調度功率和穩態最大視在調度功率，所述穩態最大有功調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大有功功率，所述穩態最大視在調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大視在功率。通過對儲能變流器設置穩態最大有功調度功率和穩態最大視在調度功率，可以控制儲能變流器在儲能發電系統處于穩態時的功率輸出，保證儲能變流器按需輸出，從而維持整個儲能發電系統持續穩定可靠運行。
8、根據第一方面，在一種可能的實現方式中，所述穩態最大有功調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，所述儲能發電系統的最大有功調度功率與所述多個儲能變流器的數量之比，所述穩態最大視在調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，所述儲能發電系統的最大視在調度功率與所述多個儲能變流器的數量之比。單個儲能變流器的有功調度功率和視在調度功率由儲能發電系統的構成決定，儲能變流器的運行參數與整個儲能發電系統的運行參數匹配，使得該方案可以適配各種場景下的儲能發電系統，靈活性好，應用范圍廣，使用本實施例，可以維持整個儲能發電系統持續穩定可靠運行。
9、根據第一方面，在一種可能的實現方式中，所述儲能發電系統的最大有功調度功率或所述儲能發電系統的最大調度視在功率為所述儲能集裝箱的額定功率。通過具體的數值設定，具體的數值與儲能集裝箱相關，增強了儲能發電系統的可靠性。
10、根據第一方面，在一種可能的實現方式中，所述儲能發電系統包括控制界面，所述控制界面用于設置每個所述儲能變流器的暫態最大有功功率和暫態最大視在功率，所述暫態最大有功功率為所述儲能發電系統處于暫態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大有功功率，所述暫態最大視在功率為所述儲能發電系統處于暫態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大視在功率。通過對儲能變流器設置暫態最大有功功率和暫態最大視在功率，可以控本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種儲能發電系統，其特征在于，所述儲能發電系統包括儲能集裝箱，多個儲能變流器；
2.根據權利要求1所述的儲能發電系統，其特征在于，所述儲能變流器的電路包括NPC電路，所述NPC電路包括：
3.根據權利要求2所述的儲能發電系統，其特征在于，所述兩個外側開關管和所述一對內側開關管均分別并聯一個體二極管。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的儲能發電系統，其特征在于，所述儲能發電系統包括控制界面，所述控制界面用于設置每個所述儲能變流器的穩態最大有功調度功率和穩態最大視在調度功率，所述穩態最大有功調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大有功功率，所述穩態最大視在調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大視在功率。
5.根據權利要求4所述的儲能發電系統，其特征在于，所述穩態最大有功調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，所述儲能發電系統的最大有功調度功率與所述多個儲能變流器的數量之比，所述穩態最大視在調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，所述儲能發電系統的最大視在調度
6.根據權利要求5所述的儲能發電系統，其特征在于，所述儲能發電系統的最大有功調度功率或所述儲能發電系統的最大視在調度功率為所述儲能集裝箱的額定功率。
7.根據權利要求1-3中任一項所述的儲能發電系統，其特征在于，所述儲能發電系統包括控制界面，所述控制界面用于設置每個所述儲能變流器的暫態最大有功功率和暫態最大視在功率，所述暫態最大有功功率為所述儲能發電系統處于暫態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大有功功率，所述暫態最大視在功率為所述儲能發電系統處于暫態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大視在功率。
8.根據權利要求7所述的儲能發電系統，其特征在于，所述暫態最大有功功率為所述儲能發電系統處于暫態工作模式時，所述儲能發電系統的最大有功功率與所述多個儲能變流器的數量之比，所述最大視在功率為所述儲能發電系統處于暫態工作模式時，所述儲能發電系統的最大視在功率與所述多個儲能變流器的數量之比。
9.根據權利要求8所述的儲能發電系統，其特征在于，所述儲能發電系統的最大有功功率或所述儲能發電系統的最大視在功率為所述儲能集裝箱的額定功率。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的儲能發電系統，其特征在于，所述儲能集裝箱包括多個電池簇和多個簇級控制器，所述多個電池簇和所述多個簇級控制器一一對應連接，所述簇級控制器用于進行直流/直流變換。
11.根據權利要求10所述的儲能發電系統，其特征在于，每個所述簇級控制器包括電池簇側端口和儲能變流器側端口，所述電池簇側端口用于與所述電池簇連接，所述儲能變流器側端口用于與所述儲能變流器連接；
12.根據權利要求10所述的儲能發電系統，其特征在于，每個所述簇級控制器包括電池簇側端口和儲能變流器側端口，所述電池簇側端口用于與所述電池簇連接，所述儲能變流器側端口用于與所述儲能變流器連接；
13.一種儲能發電系統的控制方法，其特征在于，
14.根據權利要求13所述的控制方法，其特征在于，通過控制界面，設置每個所述儲能變流器的穩態最大有功調度功率和穩態最大視在調度功率，所述穩態最大有功調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大有功功率，所述穩態最大視在調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大視在功率，所述儲能發電系統包括所述控制界面。
15.根據權利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述穩態最大有功調度功率為所述儲能集裝箱的額定功率與所述多個儲能變流器的數量之比，所述穩態最大視在調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，所述儲能發電系統調度視在功率與所述多個儲能變流器的數量之比。
...【技術特征摘要】
1.一種儲能發電系統，其特征在于，所述儲能發電系統包括儲能集裝箱，多個儲能變流器；
2.根據權利要求1所述的儲能發電系統，其特征在于，所述儲能變流器的電路包括npc電路，所述npc電路包括：
3.根據權利要求2所述的儲能發電系統，其特征在于，所述兩個外側開關管和所述一對內側開關管均分別并聯一個體二極管。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的儲能發電系統，其特征在于，所述儲能發電系統包括控制界面，所述控制界面用于設置每個所述儲能變流器的穩態最大有功調度功率和穩態最大視在調度功率，所述穩態最大有功調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大有功功率，所述穩態最大視在調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大視在功率。
5.根據權利要求4所述的儲能發電系統，其特征在于，所述穩態最大有功調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，所述儲能發電系統的最大有功調度功率與所述多個儲能變流器的數量之比，所述穩態最大視在調度功率為所述儲能發電系統處于穩態工作模式時，所述儲能發電系統的最大視在調度功率與所述多個儲能變流器的數量之比。
6.根據權利要求5所述的儲能發電系統，其特征在于，所述儲能發電系統的最大有功調度功率或所述儲能發電系統的最大視在調度功率為所述儲能集裝箱的額定功率。
7.根據權利要求1-3中任一項所述的儲能發電系統，其特征在于，所述儲能發電系統包括控制界面，所述控制界面用于設置每個所述儲能變流器的暫態最大有功功率和暫態最大視在功率，所述暫態最大有功功率為所述儲能發電系統處于暫態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大有功功率，所述暫態最大視在功率為所述儲能發電系統處于暫態工作模式時，每個所述儲能變流器的最大視在功率。
8.根據權利要求7所述的儲能發電系統，其特征在于，所述暫態最大有功功率為所述儲能發電系統處于暫態...
【專利技術屬性】
技術研發人員：于心宇，辛凱，杜毅，
申請(專利權)人：華為數字能源技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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