【技術實現步驟摘要】
本專利技術提出了一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法及系統，屬于構網型設備控制。
技術介紹
1、可再生能源技術的快速發展，新能源逐漸成為電力系統的主體，但其間歇性和波動性給電網穩定運行帶來了挑戰，風電和光伏等清潔能源的大規模并網，由于缺乏傳統同步發電機的慣量特性和阻尼特性，使得電網頻率和電壓穩定性受到影響。
2、跟網型儲能系統本質上是電流源，其工作狀態依賴于電網的電壓和頻率。在跟網模式下，儲能系統的變流器會跟隨電網的相位信息，通過鎖相環（pll）測量并網點（pcc）的相位信息，從而實現與電網的同步。跟網型儲能系統無法獨立提供電壓和頻率的支撐，必須依賴電網的電壓和頻率來運行。它通常用于補充電網的瞬時功率需求，提高電網的穩定性和可靠性。跟網型儲能系統適用于電網穩定性較好，不需要額外提供電壓和頻率支撐的場合。
3、構網型儲能系統本質上是電壓源，能夠內部設定電壓參數，輸出穩定的電壓與頻率。構網型變流器采用與同步發電機類似的功率同步策略，不需要借助鎖相環便可實現同步。
4、在系統強度弱、物理慣性低的電網中，構網型儲能系統能夠提供虛擬慣性和阻尼，增強電網的穩定性。構網型儲能系統不僅可以并網運行，還可以離網運行，對電網的支撐能力較強。它能夠有效改善新型電力系統的短路容量和轉動慣量缺失等問題，提升新能源多場站短路比，改善電網阻抗特性。構網型儲能系統還具備一次調頻、調壓、阻尼抑制等附加功能。構網型儲能系統更適合于新型電力系統，尤其是在新能源比重較高、電網穩定性較差的地區。
5、與跟網型儲能相比，構網型
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法及系統。該方法模擬同步發電機的無功調壓、有功調頻等特性，使儲能系統提供電網需要的電壓、頻率和自主慣量支撐，提高對系統的主動支撐的能力，改善系統的動態穩定性。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：
3、第一方面，本專利技術提供一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，包括：
4、獲取實測頻率并與參考頻率進行對比，根據對比結果進行一次調頻；
5、模擬同步發電機轉子運動方程，在控制中引入虛擬慣量與虛擬阻尼，得到儲能變流器虛擬轉速，進而得到虛擬內電勢相位角；
6、通過功率差前饋和pid控制，并響應功率變化，生成虛擬電壓相位；
7、根據虛擬內電勢相位角、虛擬電壓相位進行dp變換控制，實現電壓主動支撐。
8、第二方面，本專利技術提供一種電壓主動支撐型儲能構網控制系統，包括：
9、一次調頻模塊，用于獲取實測頻率并與參考頻率進行對比，根據對比結果進行一次調頻；
10、虛擬慣量和阻尼模塊，用于模擬同步發電機轉子運動方程，在控制中引入虛擬慣量與虛擬阻尼，得到儲能變流器虛擬轉速，進而得到虛擬內電勢相位角；
11、前饋控制模塊，用于通過功率差前饋和pid控制，并響應功率變化，生成虛擬電壓相位；
12、dp變換控制模塊，用于根據虛擬內電勢相位角、虛擬電壓相位進行dp變換控制，實現電壓主動支撐。
13、作為本專利技術進一步改進，所述獲取實測頻率并與參考頻率進行對比，根據對比結果進行一次調頻，包括：
14、實時檢測電網頻率，并與參考頻率進行對比；
15、設置頻率偏差死區，在偏差超出死區時響應；
16、根據頻率偏差和下垂系數計算附加參考功率，模擬同步發電機組的原動機調速器特性，實現一次調頻。
17、作為本專利技術進一步改進，所述在偏差超出死區時響應，包括：
18、若頻率偏差超過設定的死區寬度，則按實際偏差輸出；否則輸出為0。
19、作為本專利技術進一步改進，所述在偏差超出死區時響應的虛擬調頻控制模型，具體為：
20、
21、
22、其中，為附加參考功率；為參考頻率；為從網側采集電壓信號計算出的實測頻率；為設定頻率死區；為下垂系數。
23、作為本專利技術進一步改進，所述模擬同步發電機轉子運動方程，在控制中引入虛擬慣量與虛擬阻尼環節；得到儲能變流器虛擬轉速，進而得到虛擬內電勢相位角，包括：
24、將附加參考功率與有功參考指令相加得到虛擬機械功率；
25、將虛擬機械功率與實際輸出有功功率之差，通過虛擬慣量和虛擬阻尼控制環節，模擬同步發電機的轉子運動方程，得到虛擬轉速；
26、對虛擬轉速積分，得到虛擬內電勢相位角。
27、作為本專利技術進一步改進，所述模擬同步發電機轉子運動方程，在控制中引入虛擬慣量與虛擬阻尼，得到儲能變流器虛擬轉速，進而得到虛擬內電勢相位角，具體為：
28、
29、其中，為虛擬轉動慣量；為變流器輸出內電勢虛擬角速度；為對應于傳統同步機的輸入機械功率；為變流器實際輸出有功功率；為等效虛擬阻尼系數；為系統額定角速度；為儲能變流器輸出內電勢虛擬相位角；為有功參考指令；為附加參考功率；為下垂系數；為參考頻率；為實測頻率。
30、作為本專利技術進一步改進，所述等效虛擬阻尼系數是通過隔直環節消除穩態功率控制偏差，并通過移相和放大環節調整阻尼控制，具體公式為：
31、
32、其中，為隔直環節時間常數，、為移相環節時間常數，為轉速偏差放大倍數。
33、作為本專利技術進一步改進，所述通過功率差前饋和pid控制，并響應功率變化，生成虛擬電壓相位，包括：
34、根據輸出有功功率與設定值之間的差額建立前饋通路；
35、通過串聯pid控制環節，調整變流器內部虛擬電壓相位。
36、第三方面，本專利技術提供一種電子設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現所述電壓主動支撐型儲能構網控制方法。
37、第四方面，本專利技術提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現所述電壓主動支撐型儲能構網控制方法。
38、第五方面，本專利技術提供一種計算機程序產品，所述計算機程序產品包括計算機指令，其特征在于，所述計算機指令指示計算機執行所述電壓主動支撐型儲能構網控制方法。
39、本申請主要針對變流器，是電力電子設備，構網型控制是一種控制策略，依靠電力電子設備模擬同步發電機的特性，實現新能源并網的穩定。
40、本專利技術相對于現有技術具備的有益效果為：
41、本專利技術的方法通過實時檢測電網頻率并與參考頻率進行對比，結合死區控制，僅在必要時進行功率調整，這減少了不必要的調整，提高了系統的響應速度和穩定性。引入虛擬慣量和阻尼，模擬同步發電機的轉子運本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，所述獲取實測頻率并與參考頻率進行對比，根據對比結果進行一次調頻，包括：
3.根據權利要求2所述的一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，所述在偏差超出死區時響應，包括：
4.根據權利要求2所述的一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，所述在偏差超出死區時響應的虛擬調頻控制模型，具體為：
5.根據權利要求1所述的一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，所述模擬同步發電機轉子運動方程，在控制中引入虛擬慣量與虛擬阻尼環節；得到儲能變流器虛擬轉速，進而得到虛擬內電勢相位角，包括：
6.根據權利要求1所述的一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，所述模擬同步發電機轉子運動方程，在控制中引入虛擬慣量與虛擬阻尼，得到儲能變流器虛擬轉速，進而得到虛擬內電勢相位角，具體為：
7.根據權利要求6所述的一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，所述等效虛擬阻尼系數
8.根據權利要求1所述的一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，所述通過功率差前饋和PID控制，并響應功率變化，生成虛擬電壓相位，包括：
9.一種電壓主動支撐型儲能構網控制系統，其特征在于，包括：
10.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1-8任一項所述電壓主動支撐型儲能構網控制方法。
11.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-8任一項所述電壓主動支撐型儲能構網控制方法。
12.一種計算機程序產品，所述計算機程序產品包括計算機指令，其特征在于，所述計算機指令指示計算機執行權利要求1-8任一項所述電壓主動支撐型儲能構網控制方法。
...【技術特征摘要】
1.一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，所述獲取實測頻率并與參考頻率進行對比，根據對比結果進行一次調頻，包括：
3.根據權利要求2所述的一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，所述在偏差超出死區時響應，包括：
4.根據權利要求2所述的一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，所述在偏差超出死區時響應的虛擬調頻控制模型，具體為：
5.根據權利要求1所述的一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，所述模擬同步發電機轉子運動方程，在控制中引入虛擬慣量與虛擬阻尼環節；得到儲能變流器虛擬轉速，進而得到虛擬內電勢相位角，包括：
6.根據權利要求1所述的一種電壓主動支撐型儲能構網控制方法，其特征在于，所述模擬同步發電機轉子運動方程，在控制中引入虛擬慣量與虛擬阻尼，得到儲能變流器虛擬轉速，進而得到虛擬內電勢相位角，具體為：
7.根據權利要求6所述的一種電壓主...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李相俊，張天鈺，許守平，劉曉宇，張千，李焓寧，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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