[發明專利]用于風機功率跌落補足的風機儲能協調調頻系統及方法

在審

• 申請號: 201810293040.8
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108242815A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 孫大衛;江浩;劉輝;宋鵬;吳林林;李智;鞏宇
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國網冀北電力有限公司;國家電網公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38;H02J3/46;H02J3/28
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞;王濤

1.一種用于風機功率跌落補足的風機儲能協調調頻系統，其特征在于，包括電壓采樣裝置、鎖相環電路、VSG控制器、風力發電機變流器硬件電路和儲能變流器硬件電路；

所述電壓采樣裝置分別與所述風力發電機變流器硬件電路的輸出端和所述鎖相環電路的輸入端連接；所述鎖相環電路的輸出端與所述VSG控制器的輸入端連接；所述VSG控制器的第一輸出端連接所述風力發電機變流器硬件電路的輸入端；所述VSG控制器的第二輸出端連接所述儲能變流器硬件電路的輸入端；所述風力發電機變流器硬件電路的輸出端和所述儲能變流器硬件電路的輸出端連接外部電網；

所述電壓采樣裝置對風力發電機變流器硬件電路的風力發電機輸出電壓進行采樣，并輸出到所述鎖相環電路；

所述鎖相環電路對所述風力發電機輸出電壓進行鎖相，生成并向所述VSG控制器輸出系統頻率信號；

所述VSG控制器根據所述系統頻率信號確定風力發電機調頻功率信號和儲能調頻功率信號，并將風力發電機調頻功率信號輸出到所述風力發電機變流器硬件電路，將儲能調頻功率信號輸出到所述儲能變流器硬件電路；

所述風力發電機變流器硬件電路根據所述風力發電機調頻功率信號確定調頻后的風力發電機輸出電壓和風力發電機輸出電流，并輸出到所述外部電網；

所述儲能變流器硬件電路根據所述儲能調頻功率信號確定調頻后的儲能輸出電壓和儲能輸出電流，并輸出到所述外部電網。

2.根據權利要求1所述的用于風機功率跌落補足的風機儲能協調調頻系統，其特征在于，還包括信號發生器電路；所述信號發生器電路的輸出端與所述鎖相環電路和VSG控制器連接。

3.根據權利要求2所述的用于風機功率跌落補足的風機儲能協調調頻系統，其特征在于，所述鎖相環電路包括第一累加器電路、比例積分環節電路、第二累加器電路、積分器電路和派克變換電路；

所述派克變換電路的第一輸入端連接所述電壓采樣裝置，以接收風力發電機輸出電壓；所述派克變換電路的第二輸入端連接所述積分器電路的輸出端，以接收系統頻率電角度；所述派克變換電路的輸出端輸出交軸電壓信號至所述第一累加器電路；

所述第一累加器電路還接收信號發生器電路輸出的置零信號，進行累加處理后輸出到所述比例積分環節電路的輸入端；

所述比例積分環節電路的輸出端輸出系統頻率變化量信號到所述第二累加器電路；

所述第二累加器電路還接收信號發生器電路輸出的系統額定頻率信號，進行累加處理后形成系統頻率信號，并輸出到所述積分器電路的輸入端和所述VSG控制器的輸入端。

4.根據權利要求3所述的用于風機功率跌落補足的風機儲能協調調頻系統，其特征在于，所述VSG控制器包括第三累加器電路、第一乘法器電路、第一微分器電路、第二乘法器電路、第四累加器電路、第一延時閉鎖電路、第五累加器電路、第三乘法器電路、第二微分器電路、第四乘法器電路、第六累加器電路和第二延時閉鎖電路；

所述第三累加器電路接收所述系統頻率信號和信號發生器電路輸出的系統額定頻率信號，進行累加處理后輸出到所述第一乘法器電路和第一微分器電路；所述第一乘法器電路的輸出信號輸出到所述第四累加器電路；所述第一微分器電路的輸出信號輸出到所述第二乘法器電路；所述第二乘法器電路的輸出信號輸出到所述第四累加器電路；所述第四累加器電路的輸出信號輸出到所述第一延時閉鎖電路，產生風力發電機調頻功率信號并輸出到所述風力發電機變流器硬件電路；

所述第五累加器電路接收所述系統頻率信號和信號發生器電路輸出的系統額定頻率信號，進行累加處理后輸出到所述第三乘法器電路和第二微分器電路；所述第三乘法器電路的輸出信號輸出到所述第六累加器電路；所述第二微分器電路的輸出信號輸出到所述第四乘法器電路；所述第四乘法器電路的輸出信號輸出到所述第六累加器電路；所述第六累加器電路的輸出信號輸出到所述第二延時閉鎖電路，產生儲能調頻功率信號并輸出到所述儲能變流器硬件電路。

5.根據權利要求1-4任一項所述的用于風機功率跌落補足的風機儲能協調調頻系統，其特征在于，所述電壓采樣裝置為電壓互感器。