[發明專利]一種移動式儲能系統虛擬慣性的控制方法和系統

在審

• 申請號: 201910942017.1
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110854887A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 李相俊;李靜立;祁萬年;楊軍;毛子誠;賈學翠;呂成淵;王上行;毛海波
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;都城偉業集團有限公司;國網青海省電力公司電力科學研究院;國網青海省電力公司;青海格爾木魯能新能源有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/24
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發明提供一種移動式儲能系統虛擬慣性的控制方法和系統。所述方法和系統通過在移動式儲能系統的直流側控制中加入直流虛擬慣量，在移動式儲能系統的交流控制中加入虛擬同步機的控制為直流側移動式儲能系統增加慣性和阻尼，可以更好的平抑直流側波動，所述波動包括分布式電源的隨機波動、直流負載和虛擬同步機產生的負荷波動，從而實現直流側負荷即插即用并為直流側小慣性系統提供穩定的電壓支撐，同時通過虛擬同步機控制方法為交流側提供慣性和阻尼，平抑交流側負荷波動，提高移動式儲能系統供電區域的電能質量。

技術領域

本發明涉及儲能技術領域,并且更具體地，涉及一種移動式儲能系統虛擬慣性的控制方法和系統。

背景技術

由于用電需求的季節性、突發性和不確定性，在某些特定時間配電網的末端可能出現遠高于日常用電的負荷需求(如偏遠地區季節性農業負荷；事故或故障導致的緊急維修救援負荷；大型戶外演出等活動的不確定負荷)。在不方便或者沒有必要敷設電纜的情況下,可直接采用移動式供電系統作為主電源。

近年來，隨著電池儲能技術不斷發展，電池儲能成本不斷降低而容量不斷上升，已然成為最為合適的移動式供電系統。由于移動式儲能配置在配電網末端，高峰負荷時主要出力由儲能系統承擔，因此，儲能系統的穩定性將直接影響負荷的穩定性。

然而由于電池儲能系統和電力電子元件的快速響應的特性，使其阻尼和慣性幾乎可以忽略不計，當發生擾動時可能會出現劇烈波動甚至失穩，無法很好的保障負荷的電能質量和安全。目前移動式儲能僅僅從結構和系統拓撲應用場景方面考慮如何配置移動式儲能系統，并未充分解決移動儲能系統穩定性問題。

發明內容

為了解決現有技術中移動式儲能系統抗擾動能力差的技術問題，本發明提供一種移動式儲能系統虛擬慣性的控制方法，所述方法包括：

步驟1、測量與移動式儲能系統連接的母線的直流電壓，并測量所述移動式儲能系統的交流出口電壓、電流、功率和頻率；

步驟2、根據所述與移動式儲能系統連接的母線的直流電壓，以及預先輸入的移動式儲能系統直流控制的穩態下垂系數，直流虛擬慣性值、移動式儲能系統最大輸出和輸入功率、母線額定功率和額定直流電壓，實時計算所述移動式儲能系統直流控制的動態下垂系數和所述母線的輸出功率；

步驟3、根據所述移動式儲能系統的交流出口頻率，以及預先輸入的交流出口頻率變化限定值、靜態虛擬轉動轉動慣量和頻率跟蹤系數確定所述移動式儲能系統交流控制的虛擬轉動慣量；

步驟4、將所述虛擬轉動慣量帶入預先設置的虛擬發電機同步控制的轉子運動方程，并通過所述虛擬發電機同步控制實現所述移動式儲能系統的負荷側頻率調節。

進一步地，所述方法在測量與移動式儲能系統連接的母線的直流電壓，并測量所述移動式儲能系統的交流出口電壓、電流、功率和頻率之前還包括輸入移動式儲能系統直流控制的穩態下垂系數，直流虛擬慣性值、移動式儲能系統最大輸出和輸入功率、母線額定功率、母線額定直流電壓，以及移動式儲能系統交流控制的交流出口頻率變化限定值、靜態虛擬轉動轉動慣量和頻率跟蹤系數。

進一步地，所述根據所述與移動式儲能系統連接的母線的直流電壓，以及預先輸入的穩態下垂系數，直流虛擬慣性值、移動式儲能系統最大輸出和輸入功率、母線額定功率和額定直流電壓，實時計算所述移動式儲能系統直流控制的動態下垂系數和所述母線的輸出功率，其計算公式為：

P＝P_ref+K_d(U_dcref-U_dc)