[發明專利]適用于全控器件的電力電子儲能系統供電網頻率控制方法

有效

• 申請號: 202010025693.5
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111162526B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 孫凱;何師;張海濤;魯挺
• 申請（專利權）人: 榮信匯科電氣技術有限責任公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/28
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

一種適用于全控器件的電力電子儲能系統供電網頻率控制方法，將整個電網頻率控制分為：供電網頻率?有功阻尼控制環、供電網頻率控制環、儲能設備的有功功率控制環、儲能系統剩余能量控制環；供電網頻率?有功阻尼控制環將阻尼分為無阻尼控制方式、一階慣性阻尼方式、高階慣性阻尼方式、非線性阻尼方式；采用供電網頻率、有功做閉環控制，在兼顧儲能系統能量控制的前提下，提高供電網的有功阻尼。儲能系統剩余容量控制、頻率?有功阻尼器的設計是本控制策略的核心要素。綜合儲能設備的剩余能量，得出儲能設備的有功電流幅值；采用模式選擇的方式實現阻尼控制模塊。比傳統的頻率?有功雙閉環控制策略，從根本上解決了系統阻尼不夠的問題。

技術領域

本發明涉及電力電子儲能系統技術領域，特別涉及一種適用于全控器件的電力電子儲能系統供電網頻率控制方法。

背景技術

在目前的儲能系統應用中，基于全控型電力電子器件的儲能系統以其技術成熟、控制結構靈活和占地面積小等優勢，占有了絕大部分的市場份額。

傳統意義上的電力電子儲能系統控制策略，由于響應速度快，造成了供電網頻率變化后，供電頻率響應過快，系統阻尼不夠的情況。

由于生產能力的發展速度加快，供電網的頻率調整問題越來越突出，尤其在部分鋼鐵行業的供電網中，供電頻率的控制需求愈發明顯；同時電網系統中的電力電子發電設備越來越多，在帶來綠色能源的同時，由于全控型電力電子變流器的響應速度過快，減小了系統的阻尼，給電網帶來了一定的負面影響。

發明內容

為了解決背景技術中的技術問題，本發明提供一種適用于全控器件的電力電子儲能系統供電網頻率控制方法，該方法使用供電網的頻率和有功做閉環控制，將頻率和有功的控制環通過阻尼器耦合，得到儲能系統的輸出電流給定值，使儲能系統達到控制電網頻率的目的。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種適用于全控器件的電力電子儲能系統供電網頻率控制方法，將整個電網頻率控制分為四個環節：

1)供電網頻率-有功阻尼控制環2)供電網頻率控制環3)儲能設備的有功功率控制環4)儲能系統剩余能量控制環；

1)供電網頻率-有功阻尼控制環：供電網頻率-有功阻尼控制環將阻尼分為以下幾種：無阻尼控制方式、一階慣性阻尼方式、高階慣性阻尼方式、非線性阻尼方式；頻率-有功阻尼模塊檢測儲能設備發出的有功值Pfbk_pu，經過上述四種阻尼方式之一的傳遞函數計算后得出供電網頻率控制環給定值的誤差值Δω_zz；

2)供電網頻率控制環：供電網頻率控制環首先通過檢測供電網的高壓側電壓頻率值ωfbk，然后與預先設定的頻率給定值ωref做差，加上供電網頻率-有功阻尼控制環的輸出Δωzz，經過ω_B的標幺計算后，結果送入供電網頻率控制環的PI控制器，計算出系統有功功率給定值Pref_pu；

供電網頻率控制環的PI控制器的PI調節器傳遞函數：

3)儲能設備的有功功率控制環：供電網在頻率控制環計算出系統有功功率給定值Pref_pu后，該值加上預先設定好的高壓側有功功率給定值PrefG_pu，再減去低壓側的儲能設備有功功率反饋值Pfbk_pu，送入系統有功功率控制器；該部分使用的PI調節器傳遞函數如下：

得出有功電流參考值I_W；

4)儲能系統剩余能量控制環：儲能系統剩余能量控制環節，通過儲能裝置剩余能量的給定值SOCref與儲能裝置剩余能量反饋值SOCfbk的誤差，通過一個滯環比較模塊，得出儲能裝置的吸收/釋放能量控制信號ctrl：-1、0、1；