[發明專利]一種用于電網黑啟動的儲能變流器零起升壓控制方法及裝置

在審

• 申請號: 201910352615.3
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110098636A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 吳盛軍;劉建坤;周前;趙靜波;汪成根;徐珂;陳哲;岑炳成
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 劉艷艷;董建林

本發明公開了一種用于電網黑啟動的儲能變流器零起升壓控制方法及裝置，采用電壓控制外環和電流控制內環的雙閉環結構。電壓外環控制變流器交流側電壓，并給出d軸和q軸電流控制參考值，電流內環按照電壓外環給出的電流參考值完成電流的快速跟蹤控制；通過設定電壓外環控制的電壓參考值改變變流器輸出電壓幅值，輸入電壓參考值曲線實現電網黑啟動過程電壓從零逐步升高到目標值。本發明提供的儲能變流器零起升壓控制方法用于電網黑啟動，使目標電網的電壓零起升壓，降低電網黑啟動過程的沖擊電流，提高電網黑啟動的成功率。

技術領域

本發明屬于電力系統技術領域，具體涉及一種用于電網黑啟動的儲能變流器零起升壓控制方法及裝置。

背景技術

電網黑啟動是指電力系統全部停電后(不排除個別孤立小系統仍維持運行情況)，通過系統中具有自啟動能力的機組的啟動，帶動無自啟動能力的機組，逐步擴大電力系統的恢復范圍，最終實現整個電力系統的恢復。

傳統黑啟動電源通常選取抽水蓄能電站或燃氣輪機等運行可靠性較高的電源。

2018年7月，江蘇鎮江電網儲能電站工程正式并網投運。該儲能電站總功率101MW，總容量202MWh，是國內規模最大的電網側儲能電站項目。在當前電網電源結構變化和電網側儲能電站建設背景下，利用電網側儲能自身的運行以及在電網中的調控優勢，電網側儲能電站有可能成為一種新的電網黑啟動電源。目前缺乏儲能黑啟動方面技術研究，亟需研究儲能的黑啟動控制策略，為電網黑啟動提供新途徑。

發明內容

目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種用于電網黑啟動的儲能變流器零起升壓控制方法及裝置。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種用于電網黑啟動的儲能變流器零起升壓控制方法，包括：通過控制儲能變流器以維持電網黑啟動路徑的電壓和頻率在可調范圍內，保證電網黑啟動過程中電壓和頻率的穩定；頻率通過調節儲能變流器的有功功率控制，使頻率保持在給定的頻率值；電壓通過調整儲能變流器的無功功率控制，使電壓保持在給定的電壓值。

所述的用于電網黑啟動的儲能變流器零起升壓控制方法，采用電壓控制外環和電流控制內環的雙閉環結構；

基于設定的電壓外環控制的電壓參考值，計算得到d軸和q軸電流參考值，電流內環按照算得到的電流參考值完成電流的快速跟蹤控制；

基于設定電壓外環控制的電壓參考值，電壓外環對變流器交流側電壓進行控制，改變變流器輸出電壓幅值，輸入電壓參考值實現電網黑啟動過程電壓從零逐步升高到目標值。

更為具體的，儲能變流器的電壓控制外環和電流控制內環具體如下：

式中，u_dref和u_qref分別為d、q軸下的電壓參考值；i_Cdref、i_Cqref分別為d、q軸下的電流參考值；u_d、u_q、i_Cd、和i_Cq分別是三相電壓和電流經Park變換后的得到的d、q軸分量；k_p1、k_p2、k_p3、k_p4、k_i1、k_i2、k_i3、k_i4分別是電壓外環和電流內環的比例積分參數；u_d*和u_q*分別是d、q軸的SPWM調制波輸入信號；是PI調節器的積分項；ω是角速度；C_f為濾波器的電容值。