[發(fā)明專利]一種儲能下垂補償模塊穩(wěn)定性分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110656375.3
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113346561B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設計）人: 楊沛豪;柴琦;兀鵬越;寇水潮;高峰;孫夢瑤;郭新宇;王小輝;薛磊;張立松;賀婷
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/50;H02J3/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發(fā)明公開了一種儲能下垂補償模塊穩(wěn)定性分析方法，包括：1)建立儲能逆變裝置功率傳輸方程；2)將步驟1)儲能逆變裝置功率傳輸方程進行化簡；3)引入下垂系數(shù)，得到儲能有功?角頻率，無功?電壓下垂控制方程；4)在步驟3)中傳統(tǒng)下垂控制方程中增加角頻率、電壓補償模塊，得到新的下垂控制方程；5)步驟2)得到的儲能逆變裝置功率傳輸化簡方程和步驟4)得到的角頻率、電壓補償模塊進行線性化處理；6)分析步驟5)角頻率、電壓補償模塊進行線性化模型，定義系統(tǒng)狀態(tài)量，得到系數(shù)矩陣；7)分析步驟6)得到的系數(shù)矩陣，驗證儲能下垂補償模塊穩(wěn)定性。本發(fā)明多所提出的電壓、角頻率補償模塊建立小信號模型，分析其穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種儲能下垂補償模塊穩(wěn)定性分析方法，具體涉及一種在儲能逆變裝置下垂控制中引入電壓、角頻率補償模塊，進一步的分析補償模塊穩(wěn)定性的方法。

背景技術(shù)

電網(wǎng)容量不斷增加，區(qū)域電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變的復雜，由光伏、風電等高滲透率分布式電源點組成的微網(wǎng)，由于其低慣性、低阻尼特性，勢必會對大電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定性造成影響。儲能單元作為可以靈活充放電的電源，能夠?qū)崿F(xiàn)在電網(wǎng)中動態(tài)吸收、釋放能量，且因為其響應快速、控制靈活，在維持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定有無可替代的優(yōu)勢。

在儲能逆變裝置控制系統(tǒng)中，大多采用PQ下垂控制和恒壓恒頻(V-f)控制。傳統(tǒng)下垂控制策略通過模擬傳統(tǒng)同步發(fā)電機的下垂特性，對逆變裝置輸出有功-頻率、無功-電壓進行獨立解耦控制。但在儲能逆變裝置控制實際運行過程中，存在線路阻抗分布不均勻、輸出壓降非線性等問題，這就會導致功率存在分配誤差問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種儲能下垂補償模塊穩(wěn)定性分析方法，在儲能逆變裝置采用有功-角頻率，無功-電壓下垂控制方案，進一步的在下垂控制中引入電壓、角頻率補償模塊并分析補償模塊的穩(wěn)定性。

本發(fā)明采取如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種儲能下垂補償模塊穩(wěn)定性分析方法，包括以下步驟：

1)建立儲能逆變裝置功率傳輸方程；

2)根據(jù)儲能逆變裝置內(nèi)部參數(shù)性質(zhì)，將步驟1)儲能逆變裝置功率傳輸方程進行化簡；

3)根據(jù)步驟2)儲能逆變裝置功率傳輸化簡方程，引入下垂系數(shù)，得到儲能有功-角頻率，無功-電壓下垂控制方程；

4)在步驟3)中傳統(tǒng)下垂控制方程中增加角頻率、電壓補償模塊，得到新的下垂控制方程；

5)步驟2)得到的儲能逆變裝置功率傳輸化簡方程和步驟4)得到的角頻率、電壓補償模塊進行線性化處理；

6)分析步驟5)角頻率、電壓補償模塊進行線性化模型，定義系統(tǒng)狀態(tài)量，得到系數(shù)矩陣；

7)分析步驟6)得到的系數(shù)矩陣，驗證儲能下垂補償模塊穩(wěn)定性。

本發(fā)明進一步的改進在于，步驟1)建立儲能逆變裝置功率傳輸方程：

其中：R_f、X_f為濾波電路電阻值及感抗值；U_i為儲能逆變裝置交流側(cè)電壓；U₀為網(wǎng)側(cè)電壓；δ為功角差。

本發(fā)明進一步的改進在于，步驟2)的具體實現(xiàn)方法為：根據(jù)儲能逆變裝置內(nèi)部參數(shù)性質(zhì)：R_f＜＜X_f，將步驟1)儲能逆變裝置功率傳輸方程進行化簡：

本發(fā)明進一步的改進在于，步驟3)的具體實現(xiàn)方法為：根據(jù)步驟2)儲能逆變裝置功率傳輸化簡方程，引入下垂系數(shù)，得到儲能有功-角頻率，無功-電壓下垂控制方程：