【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于构网型新能源并网系统运行控制和储能配置领域，具体涉及一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法。
技术介绍
1、以高比例新能源与高比例电力电子设备(“双高”)为特征的新型电力系统相比于传统电力系统，在缓解能源危机的同时，也面临弱阻尼、低惯量、调节能力缺失等诸多挑战。针对上述问题，构网型控制策略应运而生。其在实现正常功率变换的同时，还承担独立构建坚强电网的使命，提供惯量及阻尼支撑。虚拟同步发电机技术(virtual synchronousgenerator，vsg)因其物理意义明确、数学逻辑清晰，被认为是构网型控制策略中一种典型的控制方法。而储能与新能源协调配合，从数学角度与能量角度均可完全比拟sg的功能，即为构网能力的实现提供能量支撑。
2、现有研究大多在假定vsg技术与sg功能上完全等效的基础上展开，虽有考虑源、网扰动下储能的动态特性，但只着眼于单一工况，定量描述复杂工况下储能单元的配置边界与vsg控制参数之间的内在关联鲜有研究。对于储能的调节时间与构网技术的调节时间并未进行统一考量，模型之间存在割裂感，致使模型的完备性研究迫在眉睫。且对于惯量支撑与一次调频的定位模糊，致使储能的容量配置和功率配置边界不精确。而储能的定量配置是构网技术实现的物理基础，也是系统运行经济性的重要指标，故基于复杂工况下构网型储能配置边界的定量描述尤为重要。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述问题提供了一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法，可精确配置储能参数，满足实际工程
2、为达到上述目的本专利技术采用了以下技术方案：
3、一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法，包括以下步骤：
4、步骤1，针对光储-虚拟同步发电机并网系统，综合分析储能对惯量支撑与一次调频的影响，从源、网侧扰动两种工况出发，建立统一构网型储能的小信号模型；
5、步骤2，基于步骤1中的小信号模型，有功功率与扰动量的传递函数，提出不同阻尼状态下储能配置的计算方法；
6、步骤3，量化分析在源、网扰动两种工况下，阻尼系数、惯性时间常数与下垂系数对储能配置的影响；
7、步骤4，依据步骤3的分析优化整定源、网扰动下储能配置的边界值，进而设计构网型储能的关键参数。
8、进一步，所述步骤1中小信号模型的表达式如下：
9、
10、其中，kj为惯性时间常数，kd为阻尼系数，δ为功角，ω为机械角速度，ω*、ω0、分别为逆变器角频率标幺值、电网额定角频率、电网角频率标幺值，pm*为逆变器输入功率标幺值，为逆变器输出电磁功率标幺值，δ表示变量的变化量，kf为一次调频的下垂系数，se定义为同步系数，k1为逆变器和电网角频率变化量的差值，s为拉普拉斯算子。
11、进一步，所述步骤2中不同阻尼状态包括过阻尼状态、临界阻尼状态和欠阻尼状态，储能配置包括储能单元功率配置、容量配置和调节时间。
12、再进一步，所述有功功率与扰动量的传递函数包括：
13、(1)新能源出力波动与vsg输出电磁功率间的传递函数，表达式为：
14、
15、
16、其中，自然振荡角频率n与阻尼比ξ为经典二阶系统的特征参数；
17、(2)电网频率阶跃波动与vsg输出电磁功率间的传递函数，表达式为：
18、
19、更进一步，根据所述传递函数的不同特征根得到源、网侧扰动两种工况下不同阻尼状态下储能配置的计算表达式；
20、(1)源侧扰动下，欠阻尼状态的储能配置计算方法如下：
21、欠阻尼状态下0<ξ<1，即[(kd/kj)2-(4se*ω0)/kj]<0，特征根为一对共轭复根，欠阻尼状态下储能单元功率配置、功率配置的下边界为：
22、
23、
24、欠阻尼状态下储能单元容量配置、容量配置的下边界为：
25、
26、
27、欠阻尼状态下储能单元调节时间：
28、
29、过阻尼状态下ξ>1，即[(kd/kj)2-(4se*ω0)/kj]>0，特征根为两个不相等的负实根，过阻尼状态下储能单元的功率配置、功率配置的下边界为：
30、
31、
32、过阻尼状态下储能单元的容量配置、容量配置下边界为：
33、
34、
35、过阻尼状态储能单元调节时间：
36、
37、临界阻尼状态下ξ＝1，即[(kd/kj)2-(4se*ω0)/kj]＝0，特征根为两个相等的负实根，临界阻尼状态下储能单元的功率配置、功率配置的下边界为：
38、
39、
40、临界阻尼状态下储能单元的容量配置、容量配置下边界为：
41、
42、
43、临界阻尼状态储能单元调节时间：
44、
45、(2)网侧扰动下，三种阻尼状态的储能配置表达式如下：
46、欠阻尼状态下0<ξ<1，即[(kd/kj)2-(4se*ω0)/kj]<0，特征根为一对共轭复根，欠阻尼状态下储能单元功率配置、功率配置的下边界为：
47、
48、
49、欠阻尼状态下储能单元容量配置的实时响应为：
50、
51、欠阻尼状态下储能单元调节时间：
52、
53、过阻尼状态下ξ>1,即[(kd/kj)2-(4se*ω0)/kj]>0，特征根为两个不相等的负实根，过阻尼状态下储能单元的功率配置、功率配置的下边界为：
54、
55、
56、过阻尼状态下储能单元的容量配置、容量配置下边界为：
57、
58、
59、过阻尼状态储能单元调节时间：
60、
61、临界阻尼状态下ξ＝1，[(kd/kj)2-(4se*ω0)/kj]＝0，特征根为两个相等的负实根，临界阻尼状态下储能单元的功率配置、功率配置的下边界为：
62、
63、
64、临界阻尼状态下储能单元的容量配置为：
65、
66、临界阻尼状态储能单元调节时间：
67、
68、超调量σp％计算公本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法，其特征在于，所述步骤1中小信号模型的表达式如下：
3.根据权利要求1所述的一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法，其特征在于，所述步骤2中不同阻尼状态包括过阻尼状态、临界阻尼状态和欠阻尼状态，储能配置包括储能单元功率配置、容量配置和调节时间。
4.根据权利要求3所述的一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法，其特征在于，所述有功功率与扰动量的传递函数包括：
5.根据权利要求4所述的一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法，其特征在于，根据所述传递函数的不同特征根得到源、网侧扰动两种工况下不同阻尼状态下储能配置的计算表达式；
6.根据权利要求1所述的一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法，其特征在于，所述步骤3中采用控制变量法量化分析在源、网扰动两种工况下，阻尼系数、惯性时间常数与下垂系数对储能配置的影响。
7.根据权利要求1所述的一种构网型新能源并网变换系
...【技术特征摘要】
1.一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法，其特征在于，所述步骤1中小信号模型的表达式如下：
3.根据权利要求1所述的一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法，其特征在于，所述步骤2中不同阻尼状态包括过阻尼状态、临界阻尼状态和欠阻尼状态，储能配置包括储能单元功率配置、容量配置和调节时间。
4.根据权利要求3所述的一种构网型新能源并网变换系统的储能配置方法，其特征在于，所述有功功率与扰动量的传递函...
【专利技术属性】
技术研发人员：王祺，杨曼，王瑞明，代林旺，郭一甫，郭建伟，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：
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