[發明專利]一種儲能電站電能質量主動控制方法和裝置

在審

• 申請號: 202110056651.2
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112886619A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 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;教煐宗
• 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: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J15/00;H02J3/24
• 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

本發明提供一種儲能電站電能質量主動控制方法和裝置，基于諧振器分離端口電壓中的諧波和不平衡電壓分量確定諧波阻抗系數；基于諧波阻抗系數確定儲能電站中電力電子變流器的指令電壓；基于所述電力電子變流器的指令電壓對儲能電站的電能質量進行主動控制。本申請基于自同步電壓源實現儲能電站的電能質量主動控制，無需分離諧波和基頻分量，基于儲能電站的剩余功率容量得到諧波阻抗系數，并根據諧波阻抗得到電能質量主動控制環節指令電壓，相比于基于諧波電流的電能質量主動控制策略，降低了計算復雜，實現電能質量閉環控制的同時，可以避免電能質量主動控制對儲能電站自身運行的影響，提高了特高壓直流送端電網的頻率穩定性。

技術領域

本發明涉及儲能技術領域，具體涉及一種儲能電站電能質量主動控制方法和裝置。

背景技術

隨著人類對環境污染和溫室效應重視程度的不斷提高，需要以風電、光伏為代表的新能源發電系統大面積快速應用，逐漸取代以火電為代表的傳統能源發電方式。但是風力、光照資源分布不均勻，電源中心遠離負荷中心，輸電損耗大，且成本高。特高壓直流送端電網以新能源發電系統和儲能電站為核心，解決大規模新能源電力外送問題。

特高壓直流送端電網中的儲能電站以電力電子變流器為并網接口，具有控制靈活、響應速度快等優點。若儲能電站在削峰填谷，支撐電網頻率提供慣性的基礎上，集成電網電能質量治理功能，可以豐富儲能電站功能，降低電力系統電能質量治理成本。但是電力電子變流器工作在以矢量控制和直接功率控制為代表的最大功率跟蹤控制模式，缺乏慣量和阻尼特性，導致特高壓直流送端電網頻率穩定性較低。

發明內容

為了克服上述現有技術中特高壓直流送端電網頻率穩定性較低的不足，本發明提供一種儲能電站電能質量主動控制方法，包括：

基于諧振器分離端口電壓中的諧波和不平衡電壓分量確定諧波阻抗系數；

基于所述諧波阻抗系數確定儲能電站中電力電子變流器的指令電壓；

基于所述電力電子變流器的指令電壓對儲能電站的電能質量進行主動控制。

所述基于諧振器分離端口電壓中的諧波和不平衡電壓分量確定諧波阻抗系數，包括：

基于諧振器分離端口電壓中的諧波和不平衡電壓分量計算儲能電站并網點的電壓不平衡度；

基于所述儲能電站并網點的電壓不平衡度計算諧波阻抗系數初值；

基于所述諧波阻抗系數初值計算所述諧波阻抗系數。

所述并網點的電壓不平衡度按下式計算：

式中，VUF為儲能電站并網點的電壓不平衡度，U_d為諧振器分離端口電壓中的諧波和不平衡電壓d軸分量，U_q為諧振器分離端口電壓中的諧波和不平衡電壓q軸分量。

所述諧波阻抗系數初值按下式計算：

式中，k₀為諧波阻抗系數初值，VUF^*為儲能電站并網點的電壓不平衡度目標值，k_p為PI控制器的比例系數，k_i為PI控制器的積分系數，s為拉普拉斯算子。

所述諧波阻抗系數按下式計算：

式中，k為諧波阻抗系數，P為儲能電站的有功功率，Q為儲能電站的無功功率。

所述基于所述諧波阻抗系數確定儲能電站中電力電子變流器的指令電壓，包括：

基于所述諧振器分離端口電壓中的諧波和不平衡電壓分量以及所述諧波阻抗系數計算電能質量主動控制環節的指令電壓；