[發明專利]一種新能源儲能系統的高頻振蕩抑制方法和裝置

在審

• 申請號: 202110054951.7
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112803436A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 范越;方保民;王亦婷;王茂春;李紅志;周煒;徐有蕊;李劍;陳春萌;王蓮芳;李兵;李延和;孫文文;何國慶;年珩;龐博
• 申請（專利權）人: 國網青海省電力公司;中國電力科學研究院有限公司;浙江大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38;H02J3/28;H02J3/36
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供一種新能源儲能系統的高頻振蕩抑制方法和裝置，獲取VSC?HVDC系統中新能源儲能系統的并網點交流電壓和VSC?HVDC系統的輸出電流；確定VSC?HVDC系統中送端換流站的調制電壓；對新能源儲能系統的高頻振蕩進行抑制。本申請考慮了送端換流站與新能源儲能系統之間的線路的作用，避免了WFVSC阻抗和新能源儲能系統阻抗相位差過大的情況，對新能源儲能系統的高頻振蕩實現最大程度的抑制，抑制效果好，能夠顯著提升新能源儲能系統經由VSC?HVDC接入主網時的系統運行穩定性。本申請以送端換流站的調制電壓為基礎實現新能源儲能系統的高頻振蕩抑制，與具體的調制方式無關，調節更靈活，適用于包括SVM、SPWM在內的VSC?HVDC系統中新能源儲能系統的高頻振蕩抑制。

技術領域

本發明涉及新能源技術領域，具體涉及一種新能源儲能系統的高頻振蕩抑制方法和裝置。

背景技術

隨著能源短缺和碳排放的問題的日益嚴重，新能源發電系統得到了廣泛的應用。相較于傳統風電交流并網的高損耗和傳統風電直流并網的低靈活性，經含電壓源換流器的高壓直流輸電(Voltage Source Converter High Voltage Direct Current，VSC-HVDC)系統并網是當前被認為解決大規模可再生能源匯集并網的最有效的手段。當VSC-HVDC系統與新能源發電系統中的儲能電站連接時，送端換流站處于電壓控制的模式，從而為互聯系統提供交流電壓支持。電壓公共耦合點(Point of Common Coupling，PCC)會被VSC-HVDC系統和儲能電站之間交互作用所影響，如果VSC-HVDC系統和儲能電站的阻抗特性是某一個頻率點不匹配，互聯系統就會在此頻率點產生振蕩現象。振蕩的出現會導致PCC出現顯著的諧波分量，惡化系統運行性能，甚至導致系統脫網停機。因此，對于新能源儲能系統接入的互聯系統而言，為了保障互聯系統的安全穩定運行，需要對新能源儲能系統的振蕩進行抑制。

目前，為了對新能源儲能系統的振蕩進行抑制，一般通過對電壓采樣環節進行低通濾波，消除了電壓控制延時對于風電場側換流站(Wind Farm Voltage-SourcedConverter，WFVSC)輸出阻抗的影響。同時考慮了電流控制環的延時影響，實現了VSC-HVDC連風電柔直接入引發的高頻振蕩的抑制。由于新能源儲能系統與送端換流站之間的線路(即交流電纜)的存在會導致新能源儲能系統側阻抗在高頻區域呈現為純容性，即便WFVSC因控制延時的影響被消除阻抗呈現為純感性，由于新能源儲能系統阻抗呈現為純容性，導致WFVSC阻抗和新能源儲能系統阻抗相位差仍然過大，新能源儲能系統的高頻振蕩仍然存在，抑制效果差。

發明內容

為了克服上述現有技術中抑制效果差的不足，本發明提供一種新能源儲能系統的高頻振蕩抑制方法，包括：

獲取VSC-HVDC系統中新能源儲能系統的并網點交流電壓和VSC-HVDC系統的輸出電流；

基于所述新能源儲能系統的并網點交流電壓和所述VSC-HVDC系統的輸出電流確定所述VSC-HVDC系統中送端換流站的調制電壓；

基于所述送端換流站的調制電壓對新能源儲能系統的高頻振蕩進行抑制。

所述基于所述新能源儲能系統的并網點交流電壓和所述VSC-HVDC系統的輸出電流確定所述VSC-HVDC系統中送端換流站的調制電壓，包括：

對所述新能源儲能系統的并網點交流電壓和所述VSC-HVDC系統的輸出電流進行坐標變換，得到所述新能源儲能系統的并網點交流電壓在dq坐標系中的分量和所述VSC-HVDC系統的輸出電流在dq坐標系中的分量；

基于所述新能源儲能系統的并網點交流電壓在dq坐標系中的分量和所述VSC-HVDC系統的輸出電流在dq坐標系中的分量計算所述送端換流站的輸出電壓；

基于所述VSC-HVDC系統的輸出電流在dq坐標系中的分量計算所述新能源儲能系統的高頻振蕩分量抑制的電壓補償量；