[发明专利]一种储能电站电能质量主动控制方法和装置

说明书

本发明提供一种储能电站电能质量主动控制方法和装置，基于谐振器分离端口电压中的谐波和不平衡电压分量确定谐波阻抗系数；基于谐波阻抗系数确定储能电站中电力电子变流器的指令电压；基于所述电力电子变流器的指令电压对储能电站的电能质量进行主动控制。本申请基于自同步电压源实现储能电站的电能质量主动控制，无需分离谐波和基频分量，基于储能电站的剩余功率容量得到谐波阻抗系数，并根据谐波阻抗得到电能质量主动控制环节指令电压，相比于基于谐波电流的电能质量主动控制策略，降低了计算复杂，实现电能质量闭环控制的同时，可以避免电能质量主动控制对储能电站自身运行的影响，提高了特高压直流送端电网的频率稳定性。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种储能电站电能质量主动控制方法和装置。

背景技术

随着人类对环境污染和温室效应重视程度的不断提高，需要以风电、光伏为代表的新能源发电系统大面积快速应用，逐渐取代以火电为代表的传统能源发电方式。但是风力、光照资源分布不均匀，电源中心远离负荷中心，输电损耗大，且成本高。特高压直流送端电网以新能源发电系统和储能电站为核心，解决大规模新能源电力外送问题。

特高压直流送端电网中的储能电站以电力电子变流器为并网接口，具有控制灵活、响应速度快等优点。若储能电站在削峰填谷，支撑电网频率提供惯性的基础上，集成电网电能质量治理功能，可以丰富储能电站功能，降低电力系统电能质量治理成本。但是电力电子变流器工作在以矢量控制和直接功率控制为代表的最大功率跟踪控制模式，缺乏惯量和阻尼特性，导致特高压直流送端电网频率稳定性较低。

发明内容

为了克服上述现有技术中特高压直流送端电网频率稳定性较低的不足，本发明提供一种储能电站电能质量主动控制方法，包括：

基于谐振器分离端口电压中的谐波和不平衡电压分量确定谐波阻抗系数；

基于所述谐波阻抗系数确定储能电站中电力电子变流器的指令电压；

基于所述电力电子变流器的指令电压对储能电站的电能质量进行主动控制。

所述基于谐振器分离端口电压中的谐波和不平衡电压分量确定谐波阻抗系数，包括：

基于谐振器分离端口电压中的谐波和不平衡电压分量计算储能电站并网点的电压不平衡度；

基于所述储能电站并网点的电压不平衡度计算谐波阻抗系数初值；

基于所述谐波阻抗系数初值计算所述谐波阻抗系数。

所述并网点的电压不平衡度按下式计算：

式中，VUF为储能电站并网点的电压不平衡度，U_d为谐振器分离端口电压中的谐波和不平衡电压d轴分量，U_q为谐振器分离端口电压中的谐波和不平衡电压q轴分量。

所述谐波阻抗系数初值按下式计算：

式中，k₀为谐波阻抗系数初值，VUF^*为储能电站并网点的电压不平衡度目标值，k_p为PI控制器的比例系数，k_i为PI控制器的积分系数，s为拉普拉斯算子。

所述谐波阻抗系数按下式计算：

式中，k为谐波阻抗系数，P为储能电站的有功功率，Q为储能电站的无功功率。

所述基于所述谐波阻抗系数确定储能电站中电力电子变流器的指令电压，包括：

基于所述谐振器分离端口电压中的谐波和不平衡电压分量以及所述谐波阻抗系数计算电能质量主动控制环节的指令电压；