基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法及系统

    技术2025-02-11  44


    本发明涉及储能电站暂态振荡抑制,尤其涉及一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法及系统。


    背景技术:

    1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。

    2、伴随高比例新能源及高比例电力电子设备大规模接入电力系统,电力系统的稳定性面临着前所未有的挑战。传统电磁装备与电力电子装备及其控制系统存在非线性强耦合,同时电力电子设备之间的互联耦合,共同导致了电力系统宽频振荡问题的产生。目前电力系统中的新能源和储能电站以跟网模式为主,它的本质为可控电流源,无法提供惯量,调频/调压能力弱,同时在弱网环境下同步易失稳,因此在电力系统暂态过程中会产生一系列振荡及脱机现象。

    3、值得注意的是,构网型储能电站通过控制并网电压来实现对电网的支撑,它的本质是可控电压源,能够提供灵活的调频调压,同时可以提供惯量来抑制电力系统的功率振荡,因此提升构网型储能电站在新型电力系统中的作用具有重要意义。

    4、目前,构网型储能电站的振荡抑制及暂态稳定性提升方法尚未成熟,在电力系统发生大扰动的情况下,功率振荡现象多发。现有的暂态稳定性提升方法包括降低有功参考值,调节构网型电站的并网电压,以及无功功率注入等方法,但均受限于检测装置的灵敏度和控制环节的动态响应等问题,无法取得理想的暂态稳定性提升效果。


    技术实现思路

    1、为了解决上述问题,本发明提出了一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法及系统,通过对暂态过程中有功功率控制器的输出功角进行限幅,从而防止工作点越过不稳定平衡点引起系统失稳。

    2、在一些实施方式中,采用如下技术方案:

    3、一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法,包括:

    4、基于获取的构网型储能电站的并网电流和电容电压,计算得到构网型储能电站的有功功率;所述有功功率经过有功功率控制器生成构网型储能电站的输出频率和相位;

    5、其中,所述有功功率控制器的输出端增加限幅模块,用于限制有功功率控制器输出功角的范围;使得电力系统暂态事件结束之后,系统仍然能够恢复稳定。

    6、作为进一步地方案,还包括:退饱和模块,所述退饱和模块用于对限幅模块之前的积分模块引入负反馈,使积分模块具备快速退饱和的能力。

    7、所述退饱和模块具体为:

    8、经过限幅之后的功角和限幅之前的功角作差,差值经过比例调节系数kb之后,反馈到积分模块之前,与额定频率和频率变化量额定值的乘积求和,然后输入到积分模块。

    9、作为进一步地方案,所述限幅模块的功角上限为稳定平衡点与不稳定平衡点之间的任意值。

    10、可选的,所述限幅模块的功角上限为最大功率点对应的功角。

    11、所述限幅模块的功角下限为稳定平衡点和0之间的任意值。

    12、所述有功功率控制器的限幅模块,仅在系统遭受扰动时作用,在系统正常工作时不影响系统运行状态。

    13、在另一些实施方式中,采用如下技术方案:

    14、一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制系统,包括:

    15、有功功率控制模块,用于基于获取的构网型储能电站的并网电流和电容电压,计算得到构网型储能电站的有功功率;所述有功功率经过有功功率控制器生成构网型储能电站的输出频率和相位;

    16、其中,所述有功功率控制器的输出端增加限幅模块,用于限制有功功率控制器输出功角的范围;使得电力系统暂态事件结束之后,系统仍然能够恢复稳定。

    17、在另一些实施方式中,采用如下技术方案:

    18、一种终端设备,其包括处理器和存储器,处理器用于实现指令;存储器用于存储多条指令,所述指令适于由处理器加载并执行上述的基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法。

    19、在另一些实施方式中,采用如下技术方案:

    20、一种计算机可读存储介质,其中存储有多条指令,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法。

    21、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    22、(1)本发明方法通过对有功功率控制器的输出功角进行限幅,防止工作点越过不稳定平衡点引起系统失稳,显著降低了储能电站暂态过程中的振荡及失稳现象。

    23、(2)本发明方法只需要在控制环节做出改进,不用额外加入检测装置,因此提升了构网型储能电站的可靠性和安全性,控制过程简单快速,且易于拓展与应用。

    24、(3)考虑到电网暂态事件发生后,积分模块会一直处于积分累加状态,在暂态事件结束之后,积分饱和现象减缓了构网型储能电站恢复稳定的时间;因此,本发明增设退饱和模块,在系统进入饱和区后,对积分引入负反馈,使积分模块具备快速退出饱和区的能力。

    25、(4)本发明方法能够提升构网型储能电站的暂态稳定性,实现大信号扰动情况下的故障穿越,抑制电力系统暂态过程的振荡现象。

    26、本发明的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本方面的实践了解到。



    技术特征:

    1.一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法,其特征在于,还包括:退饱和模块,所述退饱和模块用于对限幅模块之前的积分模块引入负反馈,使积分模块具备快速退饱和的能力。

    3.如权利要求2所述的一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法,其特征在于,所述退饱和模块具体为:

    4.如权利要求1所述的一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法,其特征在于,所述限幅模块的功角上限为稳定平衡点与不稳定平衡点之间的任意值。

    5.如权利要求1所述的一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法,其特征在于,所述限幅模块的功角上限为最大功率点对应的功角。

    6.如权利要求1所述的一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法,其特征在于,所述限幅模块的功角下限为稳定平衡点和0之间的任意值。

    7.如权利要求1所述的一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法,其特征在于,所述有功功率控制器的限幅模块,仅在系统遭受扰动时作用,在系统正常工作时不影响系统运行状态。

    8.一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制系统,其特征在于,包括:

    9.一种终端设备,其包括处理器和存储器,处理器用于实现指令;存储器用于存储多条指令,其特征在于,所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-7任一项所述的基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法。

    10.一种计算机可读存储介质,其中存储有多条指令,其特征在于,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-7任一项所述的基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法。


    技术总结
    本发明公开了一种基于功角限幅的构网型储能电站暂态振荡抑制方法及系统,方法包括:基于获取的构网型储能电站的并网电流和电容电压,计算得到构网型储能电站的有功功率;所述有功功率经过有功功率控制器生成构网型储能电站的输出频率和相位;其中,所述有功功率控制器的输出端增加限幅模块,用于限制有功功率控制器输出功角的范围;使得电力系统暂态事件结束之后,系统仍然能够恢复稳定。本发明方法通过对有功功率控制器的输出功角进行限幅,防止工作点越过不稳定平衡点引起系统失稳,显著降低了储能电站暂态过程中的振荡及失稳现象。

    技术研发人员:方旌扬,李文睿,司文佳,许涛,田昊,刘凯龙,高峰,李剑铎,郁春娜
    受保护的技术使用者:山东大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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