一种增加储能无功-电压调节稳定性的方法技术

本发明专利技术公开了一种增加储能无功

【技术实现步骤摘要】
一种增加储能无功-电压调节稳定性的方法


[0001]本专利技术涉及一种增加储能无功-电压调节稳定性的方法，该方法减少储能无功调节过程中电压偏差，增加储能无功-电压控制系统稳定性。

技术介绍

[0002]电网容量不断增加，区域电网结构变的复杂，由光伏、风电等高渗透率分布式电源点组成的微网，由于其低惯性、低阻尼特性，势必会对大电网的频率稳定性造成影响。储能单元作为可以灵活充放电的电源，能够实现在电网中动态吸收、释放能量，且因为其响应快速、控制灵活，在维持电网电压稳定有无可替代的优势。
[0003]为了使储能设备具备电压调节能力，在储能逆变装置中利用相应的功率控制系统、单机或加装独立控制装置完成下垂特性控制。但在储能装置实际运行过程中，存在线路阻抗分布不均匀、输出压降非线性等问题，这就会导致储能逆变装置电压调节存在稳态偏差的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种增加储能无功-电压调节稳定性的方法，该方法减少储能无功调节过程中电压偏差的方法，对传统储能无功-电压下垂控制进行改进，提出一种动态下垂控制方案，增加储能无功-电压控制系统稳定性。
[0005]本专利技术采取如下技术方案来实现的：
[0006]一种增加储能无功-电压调节稳定性的方法，包括以下步骤：
[0007]1)建立储能逆变装置功率传输方程；
[0008]2)根据储能逆变装置内部参数性质，将步骤1)储能逆变装置功率传输方程进行化简；
[0009]3)根据步骤2)储能逆变装置功率传输化简方程，引入下垂系数，得到储能无功-电压下垂控制方程；
[0010]4)设定步骤3)储能无功-电压下垂控制方程电压调节幅值上限、下限；
[0011]5)在步骤4)储能无功-电压下垂控制方程电压调节幅值上限基础上，设定储能逆变装置电压正调节动态下垂系数k
i1
；
[0012]6)在步骤4)储能无功-电压下垂控制方程电压调节幅值下限基础上，设定储能逆变装置电压正调节动态下垂系数k
i2
；
[0013]7)将步骤5)、步骤6)得到的储能逆变装置电压正调节动态下垂系数k
i1
和储能逆变装置电压正调节动态下垂系数k
i2
进行组合得到新型动态下垂系数k
i
，自动调节下垂系数来减少电压调节范围；
[0014]8)将步骤7)得到的新型动态下垂系数k
i
应用于储能无功-电压下垂控制中，得到动态下垂控制方程，提高储能电压调节稳定性。
[0015]本专利技术进一步的改进在于，步骤1)的具体实现方法为：建立储能逆变装置功率传
输方程：其中：R
f
、X
f
为滤波电路电阻值及感抗值；U
i
为储能逆变装置交流侧电压；U0为网侧电压；δ为功角差。
[0016]本专利技术进一步的改进在于，步骤2)的具体实现方法为：根据储能逆变装置内部参数性质：R
f
＜＜X
f
，将步骤1)储能逆变装置功率传输方程进行化简：
[0017]本专利技术进一步的改进在于，步骤3)的具体实现方法为：根据步骤2)储能逆变装置功率传输化简方程，引入下垂系数k，得到储能无功-电压下垂控制方程：U
i
＝U
0-kQ。
[0018]本专利技术进一步的改进在于，步骤4)的具体实现方法为：设定步骤3)储能无功-电压下垂控制方程电压调节幅值上限：U
max
、下限：U
min
。
[0019]本专利技术进一步的改进在于，步骤5)的具体实现方法为：在步骤4)储能无功-电压下垂控制方程电压调节幅值上限基础上，当U-U0＞0，设定储能逆变装置电压正调节动态下垂系数k
i1
：其中：ΔQ为无功调节量。
[0020]本专利技术进一步的改进在于，步骤6)的具体实现方法为：在步骤4)储能无功-电压下垂控制方程电压调节幅值下限基础上，当U-U0≤0，设定储能逆变装置电压正调节动态下垂系数k
i2
：
[0021]本专利技术进一步的改进在于，步骤7)的具体实现方法为：将步骤5)、步骤6)得到的储能逆变装置电压正调节动态下垂系数k
i1
和储能逆变装置电压正调节动态下垂系数k
i2
进行组合得到新型动态下垂系数k
i
：当U-U0＞0，即调节电压为正时，分子系数选择U
max-U0；当U-U0≤0，即调节电压为负时，选择U
min-U0，自动调节下垂系数来减少电压调节范围。
[0022]本专利技术进一步的改进在于，步骤8)的具体实现方法为：将步骤7)得到的新型动态下垂系数k
i
应用于储能无功-电压下垂控制中，得到动态下垂控制方程：U
i
＝U
0-k
i
Q
i
，提高储能电压调节稳定性。
[0023]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益的技术效果：
[0024]1.本专利技术出一种减少储能无功调节过程中电压偏差的方法，可以有效解决储能逆变装置电压调节过程中存在的稳态偏差问题。
[0025]2.本专利技术对传统储能无功-电压下垂控制进行改进，提出一种动态下垂控制方案，增加储能无功-电压控制系统稳定性。
附图说明
[0026]图1为储能逆变装置电路结构图；
[0027]图2为储能逆变装置无功-电压下垂特性图；
[0028]图3为储能逆变装置无功-电压动态下垂特性图；
[0029]图4为能逆变装置电压调节对比图。
具体实施方式
[0030]下面通过附图，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0031]如图1所示，储能逆变装置功率传输方程可表示为：
[0032][0033]式(1)中：R
f
、X
f
为滤波电路电阻值及感抗值；U
i
为储能逆变装置交流侧电压；U0为网侧电压；δ为功角差。储能逆变装置内部参数中，通常满足R
f
＜＜X
f
，则式(1)可简化为：
[0034][0035]如图2所示，储能逆变装置输出有功功率与功角有关，输出无功功率与电压有关。为了实现并网逆变器电压调节，控制方程为：
[0036]U
i
＝U
0-kQ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0037]式(3)中：k是无功功率下垂系数。
[0038]如图3所示，传统下垂无功-电压控制中，下垂系数k为定值，无功-电压量与电压调节量成线性关系，但在储能装置中，一些内部电气设备对于电压波动较为敏感，当电压大范围调节时，极易造成内部设备脱网。本专利技术提出一种动态下垂控制方案，自动调节下垂系数来减少无功-电压范围，新型动态下垂系数可表示为：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增加储能无功-电压调节稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立储能逆变装置功率传输方程；2)根据储能逆变装置内部参数性质，将步骤1)储能逆变装置功率传输方程进行化简；3)根据步骤2)储能逆变装置功率传输化简方程，引入下垂系数，得到储能无功-电压下垂控制方程；4)设定步骤3)储能无功-电压下垂控制方程电压调节幅值上限、下限；5)在步骤4)储能无功-电压下垂控制方程电压调节幅值上限基础上，设定储能逆变装置电压正调节动态下垂系数k
i1
；6)在步骤4)储能无功-电压下垂控制方程电压调节幅值下限基础上，设定储能逆变装置电压正调节动态下垂系数k
i2
；7)将步骤5)、步骤6)得到的储能逆变装置电压正调节动态下垂系数k
i1
和储能逆变装置电压正调节动态下垂系数k
i2
进行组合得到新型动态下垂系数k
i
，自动调节下垂系数来减少电压调节范围；8)将步骤7)得到的新型动态下垂系数k
i
应用于储能无功-电压下垂控制中，得到动态下垂控制方程，提高储能电压调节稳定性。2.根据权利要求1所述的一种增加储能无功-电压调节稳定性的方法，其特征在于，步骤1)的具体实现方法为：建立储能逆变装置功率传输方程：其中：R
f
、X
f
为滤波电路电阻值及感抗值；U
i
为储能逆变装置交流侧电压；U0为网侧电压；δ为功角差。3.根据权利要求2所述的一种增加储能无功-电压调节稳定性的方法，其特征在于，步骤2)的具体实现方法为：根据储能逆变装置内部参数性质：R
f
＜＜X
f
，将步骤1)储能逆变装置功率传输方程进行化简：4.根据权利要求3所述的一种增加储能无功-电压调节稳定性的方法，其特征在于，步骤3)的具体实现方法为：根据步骤2)储能逆变装置功率传输化简方程，引入下垂系数k，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨沛豪，孙钢虎，兀鹏越，柴琦，王小辉，寇水潮，高峰，姜宁，郭新宇，孙梦瑶，李志鹏，赵俊博，薛磊，贺婷，郭霞，张立松，潘海波，王文强，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：