[發明專利]一種增加黑啟動供電恢復階段儲能系統魯棒性方法

在審

• 申請號: 202110874237.2
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113595156A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 楊沛豪;孫鋼虎;譚龍勝;兀鵬越;柴琦;寇水潮;王小輝;高峰;孫夢瑤;郭新宇;薛磊;張立松;賀婷;李志鵬;趙俊博
• 申請（專利權）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

本發明公開了一種增加黑啟動供電恢復階段儲能系統魯棒性方法，包括：1)建立新能源儲能輸出有功功率、無功功率表達式；2)將新能源儲能輸出有功功率、無功功率表達式進行化簡；3)得到有功?頻率、無功?電壓下垂控制方程；4)定義頻率調節偏差和電壓調節偏差；5)在頻率調節偏差和電壓調節偏差中添加調節偏差積分項，得到偏差量實時調節補償量；6)得到含有實時調節補償量的有功?頻率、無功?電壓下垂控制方程；7)采用含有實時調節補償量的有功?頻率、無功?電壓下垂控制方程作為儲能換流器下垂控制方程，達到減少黑啟動供電恢復階段輸電線路頻率、電壓暫態波動的目的。本發明可以有效增加黑啟動供電恢復階段儲能系統魯棒性。

技術領域

本發明涉及一種增加黑啟動供電恢復階段儲能系統魯棒性方法，具體涉及一種在儲能控制系統中采用頻率、電壓非線性補償模塊作為儲能有功-頻率、無功-電壓下垂控制的非線性補償器，增加黑啟動供電恢復階段新能源儲能-火電并列運行時，新能源儲能頻率、電壓穩定性的方法。

背景技術

隨著新能源發電滲透率不斷提高，電力系統網架結構變的越加復雜，在新能源場站配套相應規模儲能設備已經成為行業共識。大規模儲能技術作為能源變革關鍵技術之一，因為可以為電網提供調峰、調頻、應急響應等多種服務，近年來發展迅速。

“黑啟動”作為電網應急響應輔助服務之一，可以協助停電區域快速恢復供電、減少經濟損失。通過新能源場站儲能設備啟動輸電線路對側火電廠輔機設備，使火電機組恢復運行，逐步擴大電力系統恢復范圍，最終實現整個電力系統的恢復。

當新能源微網恢復供電，輸電線路空充完畢，此時啟動對側火電廠輔機，新能源儲能-火電并列運行，擴大黑啟動供電恢復面。不同與傳統電機，儲能逆變裝置因為無慣性環節，在有功、無功調節過程中，常常存在頻率、電壓暫態波動，對整個系統穩定性帶來不利影響，嚴重時將導致黑啟動失敗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種增加黑啟動供電恢復階段儲能系統魯棒性方法，該方法在儲能控制系統中采用頻率、電壓非線性補償模塊作為儲能有功-頻率、無功-電壓下垂控制的非線性補償器，增加黑啟動供電恢復階段新能源儲能-火電并列運行時，新能源儲能頻率、電壓穩定性。

本發明采取如下技術方案來實現的：

一種增加黑啟動供電恢復階段儲能系統魯棒性方法，包括以下步驟：

1)建立新能源儲能輸出有功功率、無功功率表達式；

2)根據儲能輸電系統實際運行過程中，輸電線路阻抗呈阻性特性，將步驟1)得到的新能源儲能輸出有功功率、無功功率表達式進行化簡；

3)通過模擬同步發電機下垂外特性實現對儲能逆變裝置的控制，根據步驟2)新能源儲能輸出有功功率、無功功率化簡表達式，得到有功-頻率、無功-電壓下垂控制方程；

4)為了增加黑啟動供電恢復階段儲能下垂控制系統的魯棒性，根據步驟3)有功-頻率、無功-電壓下垂控制方程定義頻率調節偏差和電壓調節偏差；

5)在步驟4)頻率調節偏差和電壓調節偏差中添加調節偏差積分項，得到偏差量實時調節補償量；

6)將步驟5)得到的偏差量實時調節補償量與步驟3)有功-頻率、無功-電壓下垂控制方程相結合，得到含有實時調節補償量的有功-頻率、無功-電壓下垂控制方程；

7)采用步驟6)得到的含有實時調節補償量的有功-頻率、無功-電壓下垂控制方程作為儲能換流器下垂控制方程，達到減少黑啟動供電恢復階段輸電線路頻率、電壓暫態波動的目的。

本發明進一步的改進在于，步驟1)建立新能源儲能輸出有功功率、無功功率表達式：其中：U₀為儲能系統輸出電壓；Z＝R+jX為輸電線路阻抗；R為輸電線路電阻；X為輸電線路電抗；U_s為微網交流母線電壓；δ為功角。