一种构网型储能系统及其控制方法技术方案

本申请提供一种构网型储能系统及其控制方法，该控制方法通过监测公共连接点(PCC)处的频率和电压，当PCC处的频率和/或电压发生越限时，根据系统有功和无功的功率变化情况，确定通过PCC接入电网的各构网型储能装备有功和无功的功率附加值；然后，以各构网型储能装备有功和无功的功率附加值与其自身有功和无功的功率响应值分别对应叠加，作为各构网型储能装备的有功和无功控制的功率指令值；进而在各构网型储能装备能够响应其所在局部范围内频率和电压扰动的基础上，从系统视角将PCC处的频率和/或电压的扰动所需的响应，通过有功和无功的功率附加值的下发，叠加至各构网型储能装备，进而保证PCC处频率与电压的稳定性。进而保证PCC处频率与电压的稳定性。进而保证PCC处频率与电压的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种构网型储能系统及其控制方法


[0001]本申请涉及并网控制
，特别涉及一种构网型储能系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前变流器多采用GFL(grid
‑
following，跟网型)控制模式，其通过PLL(phase
‑
locked loop，锁相环)测量PCC(pointofcommon coupling，并网点)的相位信息，实现与电网之间的同步；但该控制模式在弱电网中存在稳定性问题。
[0003]随着新能源和电力电子设备的渗透率增加，电力系统有着惯性减小、系统强度变弱的趋势，稳定性问题愈发严重。GFM(grid
‑
forming，构网型)控制技术可以提高变流器的电压、频率支撑能力，增强电力系统稳定性，因此，在系统强度弱、物理惯性低的电网中，变流器宜采用GFM控制模式。
[0004]采用GFM控制模式的并网变流器，基于VSG(Virtual Synchronous Generator，虚拟同步发电机)功率同步策略，可以为储能装备提供惯量支撑，便于有功和无功的快速调整。但这一方案仅能够响应该储能装备所在局部范围内频率和电压的扰动，而面对大量具有VSG功能的储能装备所构成的储能系统，如何协同调整各储能装备的有功及无功，满足该储能系统在PCC处的频率与电压的稳定性，是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供一种构网型储能系统及其控制方法，以保证PCC处频率与电压的稳定性。
[0006]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0007]本申请第一方面提供了一种构网型储能系统的控制方法，所述构网型储能系统中包括通过公共并网点PCC接入电网的至少两个构网型储能装备；所述构网型储能系统的控制方法包括：
[0008]监测PCC处的频率和电压；
[0009]判断PCC处的频率和电压是否发生越限；
[0010]若PCC处的频率和/或电压发生越限，则根据系统有功和无功的功率变化情况，确定各构网型储能装备有功和无功的功率附加值；
[0011]以各构网型储能装备有功和无功的功率附加值与其自身有功和无功的功率响应值分别对应叠加，作为各构网型储能装备的有功和无功控制的功率指令值。
[0012]可选的，根据系统有功和无功的功率变化情况，确定各构网型储能装备有功和无功的功率附加值，包括：
[0013]根据系统有功和无功的功率变化情况，确定系统负荷的有功突变量占比和无功突变量占比；
[0014]根据所述有功突变量占比和所述无功突变量占比，确定协同控制策略；
[0015]根据所述协同控制策略，确定各构网型储能装备有功和无功的功率附加值。
[0016]可选的，根据系统有功和无功的功率变化情况，确定系统负荷的有功突变量占比和无功突变量占比，包括：
[0017]对该越限对应扰动发生之前稳态阶段的系统负荷，统计其有功功率总量和无功功率总量；
[0018]统计扰动发生时刻系统负荷的有功功率突变量和无功功率突变量；
[0019]以所述有功功率突变量对所述有功功率总量的比值，作为所述有功突变量占比；以所述无功功率突变量对所述无功功率总量的比值，作为所述无功突变量占比。
[0020]可选的，根据所述有功突变量占比和所述无功突变量占比，确定协同控制策略，包括：
[0021]判断所述有功突变量占比是否大于第一预设阈值，以及，所述无功突变量占比是否大于第二预设阈值；
[0022]若仅所述无功突变量占比大于所述第二预设阈值，则确定所述协同控制策略为调压优先策略；
[0023]其他情况则确定所述协同控制策略为调频优先策略。
[0024]可选的，根据所述协同控制策略，确定各构网型储能装备有功和无功的功率附加值，包括：
[0025]基于有功
‑
频率下垂控制，确定各构网型储能装备的总有功出力；并基于无功
‑
电压下垂控制，根据所述协同控制策略，确定各构网型储能装备的总无功出力；
[0026]按照第一预设分配方式，将所述总有功出力分配至各个构网型储能装备，得到各个构网型储能装备的有功功率附加值；
[0027]按照第二预设分配方式，将所述总无功出力分配至各个构网型储能装备，得到各个构网型储能装备的无功功率附加值。
[0028]可选的，基于有功
‑
频率下垂控制，确定各构网型储能装备的总有功出力，包括：
[0029]计算PCC处的额定频率减去频率监测结果之差与频率调差系数的乘积；
[0030]以所述乘积与所述稳态阶段的系统总有功出力设定值之和，作为所述总有功出力。
[0031]可选的，基于无功
‑
电压下垂控制，根据所述协同控制策略，确定各构网型储能装备的总无功出力包括：
[0032]计算PCC处的额定电压减去电压监测结果之差与电压调差系数的乘积；
[0033]若所述协同控制策略为调频优先策略，则以所述稳态阶段的系统总无功出力设定值减去所述乘积之差，作为所述总无功出力；
[0034]若所述协同控制策略为调压优先策略，则以所述稳态阶段的系统总无功出力设定值与所述乘积之和，作为所述总无功出力。
[0035]可选的，所述第一预设分配方式为平均分配方式。
[0036]可选的，所述第二预设分配方式为：根据各构网型储能装备机端电压与额定电压之间的差异进行等比例分配的方式。
[0037]可选的，判断PCC处的频率和电压是否发生越限，包括：
[0038]判断PCC处的频率是否在预设频率范围内，以及，PCC处的电压是否在预设电压范围内；
[0039]若PCC处的频率不在所述预设频率范围内，则判定PCC处的频率越限；
[0040]若PCC处的电压不在所述预设电压范围内，则判定PCC处的电压越限。
[0041]可选的，所述预设频率范围为：以电网频率为取值中心的
±
0.3Hz之间；
[0042]所述预设电压范围为：PCC处的额定电压的0.9倍与1.1倍之间。
[0043]本申请第二方面提供了一种构网型储能系统，包括：电厂控制器，以及，至少两个构网型储能装备；其中，
[0044]各构网型储能装备分别通过PCC接入电网；
[0045]各构网型储能装备受控于所述电厂控制器，所述电厂控制器用于执行如上述第一方面任一种所述的构网型储能系统的控制方法。
[0046]可选的，构网型储能装备包括：构网型变流器与储能设备；
[0047]所述储能设备通过所述构网型变流器接入PCC。
[0048]可选的，构网型储能装备还包括：发电设备；
[0049]所述发电设备，通过所述构网型变流器或者另一构网型变流器，接入PCC。
[0050]本申请提供的构网型储能系统的控制方法，其通过监测PCC处的频率和电压，判本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构网型储能系统的控制方法，其特征在于，所述构网型储能系统中包括通过公共并网点PCC接入电网的至少两个构网型储能装备；所述构网型储能系统的控制方法包括：监测PCC处的频率和电压；判断PCC处的频率和电压是否发生越限；若PCC处的频率和/或电压发生越限，则根据系统有功和无功的功率变化情况，确定各构网型储能装备有功和无功的功率附加值；以各构网型储能装备有功和无功的功率附加值与其自身有功和无功的功率响应值分别对应叠加，作为各构网型储能装备的有功和无功控制的功率指令值。2.根据权利要求1所述的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，根据系统有功和无功的功率变化情况，确定各构网型储能装备有功和无功的功率附加值，包括：根据系统有功和无功的功率变化情况，确定系统负荷的有功突变量占比和无功突变量占比；根据所述有功突变量占比和所述无功突变量占比，确定协同控制策略；根据所述协同控制策略，确定各构网型储能装备有功和无功的功率附加值。3.根据权利要求2所述的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，根据系统有功和无功的功率变化情况，确定系统负荷的有功突变量占比和无功突变量占比，包括：对该越限对应扰动发生之前稳态阶段的系统负荷，统计其有功功率总量和无功功率总量；统计扰动发生时刻系统负荷的有功功率突变量和无功功率突变量；以所述有功功率突变量对所述有功功率总量的比值，作为所述有功突变量占比；以所述无功功率突变量对所述无功功率总量的比值，作为所述无功突变量占比。4.根据权利要求2所述的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，根据所述有功突变量占比和所述无功突变量占比，确定协同控制策略，包括：判断所述有功突变量占比是否大于第一预设阈值，以及，所述无功突变量占比是否大于第二预设阈值；若仅所述无功突变量占比大于所述第二预设阈值，则确定所述协同控制策略为调压优先策略；其他情况则确定所述协同控制策略为调频优先策略。5.根据权利要求2至4任一项所述的构网型储能系统的控制方法，其特征在于，根据所述协同控制策略，确定各构网型储能装备有功和无功的功率附加值，包括：基于有功
‑
频率下垂控制，确定各构网型储能装备的总有功出力；并基于无功
‑
电压下垂控制，根据所述协同控制策略，确定各构网型储能装备的总无功出力；按照第一预设分配方式，将所述总有功出力分配至各个构网型储能装备，得到各个构网型储能装备的有功功率附加值；按照第二预设分配方式，将所述总无功出力分配至各个构网型储能装备，得到各个构网型储能装备的无功功...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄天罡，董宸，夏彦辉，
申请(专利权)人：阳光电源南京有限公司，
类型：发明
国别省市：