一种考虑储能有功计划的自动电压控制方法及装置制造方法及图纸

本公开提出一种考虑储能有功计划的自动电压控制方法及装置，属于储能电站自动电压控制技术领域。其中，所述方法包括：根据储能电站的有功计划，计算所述储能电站执行所述有功计划后的电压预估值；根据所述电压预估值，计算无功调节量；根据所述无功调节量，依次计算所述储能电站内储能变流器、无功补偿装置以及所述储能电站的上一级变电站中的电容器所分担的无功调节量，以实现执行所述有功计划前的无功调节。本公开可在执行储能电站有功计划前，预先通过储能电站储能变流器和动态无功补偿装置的无功调节以及上级变电站电容器的投切，使电压维持在适宜水平，留出由于有功变化可能导致电压越限的空间，实现有功计划执行过程中的电压平稳过渡。的电压平稳过渡。的电压平稳过渡。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑储能有功计划的自动电压控制方法及装置


[0001]本公开属于储能电站自动电压控制
，特别涉及一种考虑储能有功计划的自动电压控制方法及装置。

技术介绍

[0002]储能电站接入电网后，不仅改变了传统电网能量单向流通的特性，而且使得无功电压特性无论是稳态还是暂态都发生了显著变化。在稳态层面，储能电站的高渗透率接入会影响电网全局的无功电压特性，影响程度与其出力、接入位置、接入方式以及功率因数有关。在暂态层面，储能电站的启停或出力变化常常造成系统电压波动。传统电网中的有功和无功变化都会对电压损耗产生很大影响，而随着储能电站的接入，潮流快速波动也势必引起线路上的电压损耗相应变化。电池储能系统大规模并入电网后如何在有功变化时保持电压平稳运行目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本公开的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种考虑储能有功计划的自动电压控制方法及装置。本公开可实现在执行储能升或降有功计划之前，预先通过储能电站储能变流器和动态无功补偿装置的无功调节以及上级变电站电容器的投切，使电压维持到较低或较高的水平，留出由于有功变化可能导致电压越限的空间，从而在整个有功计划执行过程中，达到电压平稳过渡的效果。
[0004]本公开第一方面实施例提出一种考虑储能有功计划的自动电压控制方法，包括：
[0005]根据储能电站的有功计划，计算所述储能电站执行所述有功计划后的电压预估值；
[0006]根据所述电压预估值，计算无功调节量；
[0007]根据所述无功调节量，依次计算所述储能电站内储能变流器、无功补偿装置以及所述储能电站的上一级变电站中的电容器所分担的无功调节量，以实现执行所述有功计划前的无功调节。
[0008]在本公开的一个具体实施例中，所述根据储能电站的有功计划，计算所述储能电站执行所述有功计划后的电压预估值，包括：
[0009]1)一个控制周期到来时，获取储能电站下一时刻有功计划值P1和计划执行时刻t1，当前时刻记为t0，将当前时刻储能电站内储能变流器PCS有功之和记为P0，当前时刻并网母线电压记为U0；
[0010]2)对当前时刻进行判定：
[0011]若T
×
2≥t1‑
t0≥T，则转入步骤3)，其中T代表控制周期；
[0012]否则，本轮调节到此结束；
[0013]3)按照式(1)计算执行储能有功计划后的电压预估值U
plan
：
[0014]U
plan＝
U0+(P1‑
P0)
×
S
p_pcs
ꢀꢀꢀ
(1)
[0015]其中，S
p_pcs
为储能变流器总有功变化对并网母线电压的灵敏度。
[0016]在本公开的一个具体实施例中，所述无功调节量包括：无功上升调节量和无功下降调节量；所述无功调节量的计算方法为：
[0017]利用所述电压预估值进行判定：
[0018]若U
plan
>U
max
，则按照式(2)计算无功下降调节量Q
δ_down_pcs
：
[0019]Q
δ_down_pcs
＝(U
plan
‑
U
max
)/S
q_pcs
ꢀꢀꢀ
(2)
[0020]其中，U
plan
为计算执行储能有功计划后的电压预估值，U
max
为并网母线的电压上限，S
q_pcs
为储能变流器总无功变化对并网母线电压的灵敏度；
[0021]若U
plan
<U
min
，则按照式(3)计算无功上升调节量Q
δ_up_pcs
：
[0022]Q
δ_up_pcs
＝(U
min
‑
U
plan
)/S
q_pcs
ꢀꢀꢀ
(3)
[0023]其中，U
min
为并网母线电压下限；
[0024]若U
max
≥U
plan
≥U
min
，则本轮调节到此结束。
[0025]在本公开的一个具体实施例中，所述方法还包括：
[0026]根据所述无功下降调节量，依次计算所述储能电站内储能变流器、无功补偿装置以及所述储能电站的上一级变电站中的电容器所分担的无功下降调节量，具体方法为：
[0027]1)利用无功下降调节量进行判定：
[0028]1‑
1)若(Q
0_pcs
‑
Q
δ_down_pcs
)≥Q
min_pcs
，则按照式(4)计算每个储能变流器的无功设定值Q
set_pcs
，然后转入步骤7)；
[0029]Q
set_pcs
＝(Q
0_pcs
‑
Q
δ_down_pcs
)/N
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0030]其中，Q
0_pcs
为当前时刻储能变流器无功之和，Q
min_pcs
为储能变流器总无功的下限，N为储能电站内储能变流器的个数；
[0031]1‑
2)若(Q
0_pcs
‑
Q
δ_down_pcs
)<Q
min_pcs
，则令每个储能变流器的无功设定值为：
[0032]Q
set_pcs
＝Q
min_pcs
/N；
[0033]按照式(5)计算需要无功补偿装置协助的总无功下降调节量Q
δ_down_svg
，然后转入步骤2)；
[0034]Q
δ_down_svg
＝(Q
min_pcs
‑
(Q
0_pcs
‑
Q
δ_down_pcs
))*S
q_pcs
/S
q_svg
ꢀꢀꢀ
(5)
[0035]其中，S
q_svg
为无功补偿装置无功变化对并网母线电压的灵敏度；
[0036]2)利用需要无功补偿装置协助的总无功下降调节量进行判定：
[0037]2‑
1)若(Q
0_svg
‑
Q
δ_down_svg
)≥Q
min_svg
，则按照式(6)计算每个无功补偿装置的无功设定值Q
set_svg
，然后转入步骤6)；
[0038]Q
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑储能有功计划的自动电压控制方法，其特征在于，包括：根据储能电站的有功计划，计算所述储能电站执行所述有功计划后的电压预估值；根据所述电压预估值，计算无功调节量；根据所述无功调节量，依次计算所述储能电站内储能变流器、无功补偿装置以及所述储能电站的上一级变电站中的电容器所分担的无功调节量，以实现执行所述有功计划前的无功调节。2.根据权利要求1所述的自动电压控制方法，其特征在于，所述根据储能电站的有功计划，计算所述储能电站执行所述有功计划后的电压预估值，包括：1)一个控制周期到来时，获取储能电站下一时刻有功计划值P1和计划执行时刻t1，当前时刻记为t0，将当前时刻储能电站内储能变流器PCS有功之和记为P0，当前时刻并网母线电压记为U0；2)对当前时刻进行判定：若T
×
2≥t1‑
t0≥T，则转入步骤3)，其中T代表控制周期；否则，本轮调节到此结束；3)按照式(1)计算执行储能有功计划后的电压预估值U
plan
：U
plan＝
U0+(P1‑
P0)
×
S
p_pcs (1)其中，S
p_pcs
为储能变流器总有功变化对并网母线电压的灵敏度。3.根据权利要求1所述的自动电压控制方法，其特征在于，所述无功调节量包括：无功上升调节量和无功下降调节量；所述无功调节量的计算方法为：利用所述电压预估值进行判定：若U
plan
>U
max
，则按照式(2)计算无功下降调节量Q
δ_down_pcs
：Q
δ_down_pcs
＝(U
plan
‑
U
max
)/S
q_pcs (2)其中，U
plan
为计算执行储能有功计划后的电压预估值，U
max
为并网母线的电压上限，S
q_pcs
为储能变流器总无功变化对并网母线电压的灵敏度；若U
plan
<U
min
，则按照式(3)计算无功上升调节量Q
δ_up_pcs
：Q
δ_up_pcs
＝(U
min
‑
U
plan
)/S
q_pcs (3)其中，U
min
为并网母线电压下限；若U
max
≥U
plan
≥U
min
，则本轮调节到此结束。4.根据权利要求3所述的自动电压控制方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述无功下降调节量，依次计算所述储能电站内储能变流器、无功补偿装置以及所述储能电站的上一级变电站中的电容器所分担的无功下降调节量，具体方法为：1)利用无功下降调节量进行判定：1
‑
1)若(Q
0_pcs
‑
Q
δ_down_pcs
)≥Q
min_pcs
，则按照式(4)计算每个储能变流器的无功设定值Q
set_pcs
，然后转入步骤7)；Q
set_pcs
＝(Q
0_pcs
‑
Q
δ_down_pcs
)/N (4)其中，Q
0_pcs
为当前时刻储能变流器无功之和，Q
min_pcs
为储能变流器总无功的下限，N为储能电站内储能变流器的个数；1
‑
2)若(Q
0_pcs
‑
Q
δ_down_pcs
)<Q
min_pcs
，则令每个储能变流器的无功设定值为：Q
set_pcs
＝Q
min_pcs
/N；
按照式(5)计算需要无功补偿装置协助的总无功下降调节量Q
δ_down_svg
，然后转入步骤2)；Q
δ_down_svg
＝(Q
min_pcs
‑
(Q
0_pcs
‑
Q
δ_down_pcs
))*S
q_pcs
/S
q_svg (5)其中，S
q_svg
为无功补偿装置无功变化对并网母线电压的灵敏度；2)利用需要无功补偿装置协助的总无功下降调节量进行判定：2
‑
1)若(Q
0_svg
‑
Q
δ_down_svg
)≥Q
min_svg
，则按照式(6)计算每个无功补偿装置的无功设定值Q
set_svg
，然后转入步骤6)；Q
set_svg
＝(Q
0_svg
‑
Q
δ_down_svg
)/M (6)其中，Q
0_svg
为当前时刻无功补偿装置的无功之和，Q
min_svg
为无功补偿装置总无功下限，M为无功补偿装置的个数；2
‑
2)若(Q
0_svg
‑
Q
δ_down_svg
)<Q
min_svg
，则令每个无功补偿装置的无功设定值为：Q
set_svg
＝Q
min_svg
/M；按照式(7)计算需要上一级变电站电容器协助的总无功下降调节量Q
δ_down_cp
，然后转入步骤3)；Q
δ_down_cp
＝(Q
min_svg
‑
(Q
0_svg
‑
Q
δ_down_svg
))*S
q_svg
/S
q_cp (7)其中，S
q_cp
为电容器无功变化对并网母线电压的灵敏度；3)根据需要上一级变电站电容器协助的总无功下降调节量选择可以控制的电容器，具体步骤如下：3
‑
1)在容量大于等于Q
δ_down_cp
的电容器里查找一个可退出运行且容量最小的电容器，具体方法为：将当前处于所有运行状态的电容器的容量构成的集合记为Q
cp_run
＝{Q
cp_run_1
，
…
，Q
cp_run_i
，
…
，Q
cp_run_m
}，其中，Q
cp_run_i
为集合Q
cp_run
中第i个电容器的容量，m为当前处于运行状态的电容器总数；若集合Q
cp_run
中存在对应电容器的容量满足Q
cp_run_i
≥Q
δ_down_cp
，且该电容器距离上一次动作时间大于最小动作间隔时间T
min
、该电容器日投切次数和月投切次数均未达到对应限值，则从所有满足条件的电容器中查找容量最小值对应的电容器，将该电容器的容量记为Q
cp_run_j_min
，然后转入步骤4)；否则，转入步骤3
‑
2)；3
‑
2)在容量小于Q
δ_down_cp
的电容器里查找一个可退出运行且容量最大的电容器，具体方法为：若集合Q
cp_run
中存在对应电容器的容量满足Q
cp_run_i
<Q
δ_down_cp
，且该电容器距离上一次动作时间大于最小动作间隔时间T
min
、该电容器日投切次数和月投切次数均未达到对应限值，则从所有满足条件的电容器中查找容量最大值对应的电容器，将该电容器的容量记为Q
cp_run_k_max
，执行切除该电容器的指令，转入步骤6)；否则，直接转入步骤6)；4)计算由于电容器容量较大需要SVG回调的上升的无功量Q
ret_down_svg
，如式(8)所示：Q
ret_down_svg
＝(Q
cp_run_j_min
‑
Q
δ_down_cp
)*S
q_cp
/S
q_svg (8)利用Q
ret_down_svg
进行判定：若(Q
ret_down_svg
+Q
min_svg
)≤Q
max_svg
，则按照式(9)修正每个无功补偿装置的无功设定值，切除Q
cp_run_j_min
对应的电容器，转入步骤6)；Q
set_svg
＝(Q
min_svg
+Q
ret_down_svg
)/M (9)
若(Q
ret_down_svg
+Q
min_svg
)>Q
max_svg
，则将每个无功补偿装置的无功设定值修正为Q
max_svg
/M，转入步骤5)；其中，Q
max_svg
为无功补偿装置总无功上限；5)计算需要储能变流器回调的上升无功量Q
ret_down_pcs
，如式(10)所示：Q
ret_down_pcs
＝(Q
ret_down_svg
‑
(Q
max_svg
–
Q
min_svg
))*S
q_svg
/S
q_pcs (10)利用Q
ret_down_pcs
进行判定：若(Q
ret_down_pcs
+Q
min_pcs
)≤Q
max_pcs
,则按照式...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾，熊来红，杜雪松，杨曦，王华，林杨，王岗红，汤磊，王鹏，
申请(专利权)人：北京清大高科系统控制有限公司，
类型：发明
国别省市：