一种增加黑启动供电恢复阶段储能系统鲁棒性方法技术方案

本发明专利技术公开了一种增加黑启动供电恢复阶段储能系统鲁棒性方法，包括：1)建立新能源储能输出有功功率、无功功率表达式；2)将新能源储能输出有功功率、无功功率表达式进行化简；3)得到有功

【技术实现步骤摘要】
一种增加黑启动供电恢复阶段储能系统鲁棒性方法


[0001]本专利技术涉及一种增加黑启动供电恢复阶段储能系统鲁棒性方法，具体涉及一种在储能控制系统中采用频率、电压非线性补偿模块作为储能有功
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频率、无功
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电压下垂控制的非线性补偿器，增加黑启动供电恢复阶段新能源储能
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火电并列运行时，新能源储能频率、电压稳定性的方法。

技术介绍

[0002]随着新能源发电渗透率不断提高，电力系统网架结构变的越加复杂，在新能源场站配套相应规模储能设备已经成为行业共识。大规模储能技术作为能源变革关键技术之一，因为可以为电网提供调峰、调频、应急响应等多种服务，近年来发展迅速。
[0003]“黑启动”作为电网应急响应辅助服务之一，可以协助停电区域快速恢复供电、减少经济损失。通过新能源场站储能设备启动输电线路对侧火电厂辅机设备，使火电机组恢复运行，逐步扩大电力系统恢复范围，最终实现整个电力系统的恢复。
[0004]当新能源微网恢复供电，输电线路空充完毕，此时启动对侧火电厂辅机，新能源储能
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火电并列运行，扩大黑启动供电恢复面。不同与传统电机，储能逆变装置因为无惯性环节，在有功、无功调节过程中，常常存在频率、电压暂态波动，对整个系统稳定性带来不利影响，严重时将导致黑启动失败。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种增加黑启动供电恢复阶段储能系统鲁棒性方法，该方法在储能控制系统中采用频率、电压非线性补偿模块作为储能有功
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频率、无功
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电压下垂控制的非线性补偿器，增加黑启动供电恢复阶段新能源储能
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火电并列运行时，新能源储能频率、电压稳定性。
[0006]本专利技术采取如下技术方案来实现的：
[0007]一种增加黑启动供电恢复阶段储能系统鲁棒性方法，包括以下步骤：
[0008]1)建立新能源储能输出有功功率、无功功率表达式；
[0009]2)根据储能输电系统实际运行过程中，输电线路阻抗呈阻性特性，将步骤1)得到的新能源储能输出有功功率、无功功率表达式进行化简；
[0010]3)通过模拟同步发电机下垂外特性实现对储能逆变装置的控制，根据步骤2)新能源储能输出有功功率、无功功率化简表达式，得到有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程；
[0011]4)为了增加黑启动供电恢复阶段储能下垂控制系统的鲁棒性，根据步骤3)有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程定义频率调节偏差和电压调节偏差；
[0012]5)在步骤4)频率调节偏差和电压调节偏差中添加调节偏差积分项，得到偏差量实时调节补偿量；
[0013]6)将步骤5)得到的偏差量实时调节补偿量与步骤3)有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程相结合，得到含有实时调节补偿量的有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程；
[0014]7)采用步骤6)得到的含有实时调节补偿量的有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程作为储能换流器下垂控制方程，达到减少黑启动供电恢复阶段输电线路频率、电压暂态波动的目的。
[0015]本专利技术进一步的改进在于，步骤1)建立新能源储能输出有功功率、无功功率表达式：其中：U0为储能系统输出电压；Z＝R+jX为输电线路阻抗；R为输电线路电阻；X为输电线路电抗；U
s
为微网交流母线电压；δ为功角。
[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：根据储能输电系统实际运行过程中，输电线路阻抗呈阻性，即R≈Z，X≈0，R>>X，电压相角δ满足cosδ≈1，将步骤1)得到的新能源储能输出有功功率、无功功率表达式进行化简：
[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：通过模拟同步发电机下垂外特性实现对储能逆变装置的控制，根据步骤2)新能源储能输出有功功率、无功功率化简表达式，得到有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程：其中：ω是储能逆变装置输出电压频率；ω0是空载输出电压频率参考值；m是有功下垂系数；U是储能逆变装置输出电压幅值；U0是空载输出电压幅值参考值；n是无功下垂系数。
[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：为了增加黑启动供电恢复阶段储能下垂控制系统的鲁棒性，根据步骤3)有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程定义频率调节偏差和电压调节偏差：其中：ΔP为有功功率调节量；ΔQ为无功功率调节量。
[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)频率调节偏差Δω和电压调节偏差ΔU中添加调节偏差积分项，得到偏差量实时调节补偿量：其中：k
pω
、k
pU
分别为频率、电压偏差PI调节中的比例相；k
iω
、k
iU
分别为频率、电压偏差PI调节中的积分相；s为拉普拉斯因子。
[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：将步骤5)得到的偏差量实时调节补偿量与步骤3)有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程相结合，得到含有实时调节补
偿量的有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程：
[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：采用步骤6)得到的含有实时调节补偿量的有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程作为储能换流器下垂控制方程，达到减少黑启动供电恢复阶段输电线路频率、电压暂态波动的目的。
[0022]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：
[0023]1.本专利技术提出一种频率、电压非线性补偿模块作为储能有功
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频率、无功
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电压下垂控制的非线性补偿器，可以有效增加黑启动供电恢复阶段储能系统鲁棒性。
[0024]2.本专利技术将频率调节偏差、电压调节偏差进行二次控制实现频率、电压的偏差修复，将偏差值反馈至下垂控制一次系统中，使储能逆变装置输出电压频率及幅值控制更加精确。
附图说明
[0025]图1为储能输电系统化简电路图；
[0026]图2为下垂特性示意图，其中图2(a)为有功
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频率下垂控制，图2(b)为无功
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电压下垂控制；
[0027]图3为非线性补偿模块控制框图，其中图3(a)为频率控制环节，图3(b)为电压控制环节。
具体实施方式
[0028]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。
[0029]U0∠δ为储能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增加黑启动供电恢复阶段储能系统鲁棒性方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立新能源储能输出有功功率、无功功率表达式；2)根据储能输电系统实际运行过程中，输电线路阻抗呈阻性特性，将步骤1)得到的新能源储能输出有功功率、无功功率表达式进行化简；3)通过模拟同步发电机下垂外特性实现对储能逆变装置的控制，根据步骤2)新能源储能输出有功功率、无功功率化简表达式，得到有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程；4)为了增加黑启动供电恢复阶段储能下垂控制系统的鲁棒性，根据步骤3)有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程定义频率调节偏差和电压调节偏差；5)在步骤4)频率调节偏差和电压调节偏差中添加调节偏差积分项，得到偏差量实时调节补偿量；6)将步骤5)得到的偏差量实时调节补偿量与步骤3)有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程相结合，得到含有实时调节补偿量的有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程；7)采用步骤6)得到的含有实时调节补偿量的有功
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频率、无功
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电压下垂控制方程作为储能换流器下垂控制方程，达到减少黑启动供电恢复阶段输电线路频率、电压暂态波动的目的。2.根据权利要求1所述的一种增加黑启动供电恢复阶段储能系统鲁棒性方法，其特征在于，步骤1)建立新能源储能输出有功功率、无功功率表达式：其中：U0为储能系统输出电压；Z＝R+jX为输电线路阻抗；R为输电线路电阻；X为输电线路电抗；U
s
为微网交流母线电压；δ为功角。3.根据权利要求2所述的一种增加黑启动供电恢复阶段储能系统鲁棒性方法，其特征在于，步骤2)的具体实现方法为：根据储能输电系统实际运行过程中，输电线路阻抗呈阻性，即R≈Z，X≈0，R>>X，电压相角δ满足cosδ≈1，将步骤1)得到的新能源储能输出有功功率、无功功率表达式进行化简：4.根据权利要求3所述的一种增加黑启动供电恢复阶段储能系统鲁棒性方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨沛豪，孙钢虎，谭龙胜，兀鹏越，柴琦，寇水潮，王小辉，高峰，孙梦瑶，郭新宇，薛磊，张立松，贺婷，李志鹏，赵俊博，
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：