[发明专利]一种电压源型储能电站支撑慢过程电压跌落的控制方法

说明书

本发明公开了一种电压源型储能电站支撑慢过程电压跌落的控制方法，包括如下步骤：计算参考电压相位、目标无功功率和参考电压幅值；并根据参考电压的相位角和电压幅值计算得到目标三相输出电压波形，经过三相两相坐标变换和空间矢量脉宽调制输出桥臂的开关信号至变流器实现参考电压的输出。本发明所提的控制方法应用于由于远端特高压直流输电系统闭锁引起大规模潮流转移进而引发的慢过程电压跌落故障下的储能电站的控制，实现对慢过程电压跌落的电压支撑，区别于传统的电压源型储能电站的控制方式，能够将系统电压幅值支撑至故障前的额定值，保障区域电网的稳定运行能力。

技术领域

本发明属于储能电站并网技术领域，具体涉及一种电压源型储能电站支撑慢过程电压跌落的控制方法。

背景技术

在我国提出2030年前达到峰值，在2060年前实现碳中和的背景下，近年来以光伏发电和风力发电为主的新能源发电设备装机容量快速增加。新能源发电设备存在随机性、波动性、间歇性等特点，很难提供持续稳定的功率，增大了大电网调峰、调压、调频等多方面的难度。在电网中安装储能电站可以抑制太阳能、风能等可再生能源的固有间歇性，平抑大规模新能源接入的电网的波动性，有效改善供电设备的工作环境。在并网模式下安装储能电站并利用能量管理技术可实现削峰填谷的目的，增加了整个电网系统长时间、多模式、大容量输出的可靠性。

虚拟同步控制技术是储能电站常用的控制方式，区别于传统的矢量控制，虚拟同步控制下的储能电站通过模拟同步机的特性具有频率支撑的能力。虚拟同步控制的具体思路是在有功功率的控制中引入了虚拟转子转动惯量和虚拟转子阻尼实现对同步机输出特性的模拟，在无功功率的控制中引入了无功功率的惯性系数和阻尼系数实现对同步机励磁电压变化的模拟。虚拟同步控制下的储能电站呈现电压源的特性，因此也被称为电压源型储能电站。

随着我国青海地区新能源装机容量的不断提升，为了提升新能源消纳，我国通过青海-河南±800kV特高压直流输电工程将电力输送到负荷中心。当青豫直流由于发生直流闭锁故障时，潮流大规模转移会导致青海海西地区产生慢过程长时间的电压跌落。当发生慢过程的电压跌落故障，各节点的电网电压幅值尚未达到国标规定的储能电站的无功功率支撑的电压阈值。

现有的电压源型储能电站控制方法在慢过程电压跌落故障下，无法向电网提供无功功率支撑，也无法将电网电压支撑至故障前的额定值。

发明内容

针对现有电压源型储能电站控制方法所存在的上述技术问题，本发明提供了一种电压源型储能电站支撑慢过程电压跌落的控制方法，针对慢过程电压跌落故障控制储能电站进行无功功率支撑，将系统电压幅值支撑至故障前的额定值，保障区域电网的稳定运行能力。

一种电压源型储能电站支撑慢过程电压跌落的控制方法以下步骤：

1)计算参考电压相位、目标无功功率和参考电压幅值；

所述的参考电压相位的计算方法为：根据目标有功功率、实际有功功率输出、虚拟转子阻尼和虚拟转子转动惯量计算出虚拟转子的角速度，对虚拟转子的角速度进行积分计算得到变流器参考电压的相位角；

所述的目标无功功率的计算方法为：根据目标电网电压幅值和实际检测电网电压幅值的差值通过比例积分调节器计算，结合当前目标有功功率对比例积分调节器输出结果经过限幅器得到目标无功功率，限幅器的目的是保障变流器输出不过流；

所述的参考电压幅值的计算方法为：根据目标无功功率和实际无功功率差值，将差值减去无功功率阻尼再除以无功功率的惯性系数后进行积分得到变流器参考电压的幅值；

2)根据参考电压的相位角和电压幅值计算得到目标三相输出电压波形，经过三相两相坐标变换和空间矢量脉宽调制输出桥臂的开关信号至变流器实现参考电压的输出。

上述技术方案中，进一步地，所述的计算参考电压相位包括：