[发明专利]风电场大规模储能电站功率调节方法及系统

权利要求书

1.风电场大规模储能电站功率调节方法，其特征在于：所述方法包括大规模储能电站的功率平滑有功控制方法和电压稳定无功功率控制方法；所述方法的具体步骤如下：

功率平滑有功控制方法：

（1）、确定整个风电场出口功率的控制目标；确定该目标的方式有两种：一种是电网调度系统依据风电场风功率预测系统的预测值结合电网负载确定；另一种方式是通过对风电场测量的风电机组实时功率进行滤波得到控制目标；

（2）、采用误差反馈控制法对储能电站输出的功率进行控制； 

（3）、根据发电机的中频区和低频区的输出功率的变化来调整储能电站输出的功率进行控制，使其配合发电机的中频区和低频区的输出功率的变化从而将风电场出口的功率保持平滑；

电压稳定无功功率控制方法：

根据储能电站容量、风电场机组装机容量及电网参数确定无功功率控制参数；

根据电网要求及储能电站变流器的响应时间确定无功功率控制周期；

测量出电压给定和实测电压的误差；

结合以上步骤中得出的结果按照以下方法进行控制：

其中，K_q为有功功率控制参数，T_q为有功功率控制周期；为电压给定和实测电压的误差，为储能电站输出的无功功率，S为时间常数，一般取值0.02～0.05。

2.根据权利要求1所述的风电场大规模储能电站功率调节方法，其特征在于：“（2）”步骤中的误差反馈控制法的具体步骤如下：

㈠、确定有功功率控制参数、有功功率控制周期和功率控制目标和实测功率的误差；

㈡、根据所得数据进行如下操作：

其中，P_ess为储能电站输出的有功功率，K_p为有功功率控制参数，T_p为有功功率控制周期；为功率控制目标和实测功率的误差，S为时间常数；在反馈通道添加带通滤波器，限定功率调节只对功率的中频区和低频区波动进行补偿。

3.根据权利要求1所述的风电场大规模储能电站功率调节方法，其特征在于：对于电压稳定无功功率控制方法有两种不同的方式：一是在电网故障的情况下，需要快速的控制电压支撑以避免电压崩溃；二是正常运行情况下控制无功功率，改善电压分布, 保证电能质量。

4.根据权利要求1所述的风电场大规模储能电站功率调节方法，其特征在于：大规模储能电站通过双向变流器的解耦控制实现功率平滑，有功功率控制方法和电压稳定无功功率控制方法，解耦控制的方法如下：

AC/DC（交直流变换）采取基于IGBT的电压源换流技术，其dq旋转坐标系下电压关系如下所示：

有功功率和无功功率为：

其中：P、Q为变换器输出的有功功率和无功功率；u_d、u_q为变换器交流侧电压的d、q轴分量；i_d、i_q为变换器交流侧电流的d、q轴分量；e_d、e_q为电网电压的d、q轴分量；L、R为变换器内部的电感、电阻；p为微分算子；根据交流电压q轴定向原则，则u_d=0，u_q=us，从而使P、Q实现解耦控制。

5.一种实施权利要求1所述的风电场大规模储能电站功率调节方法的风电场大规模储能电站功率调节系统，其特征在于：该系统包括电池管理单元、双向变流器、并网接入装置、功率控制器和储能电站监控系统；电池管理单元和双向变流器接入电池系统，功率控制器连接至双向变流器和电池管理单元，储能电站监控系统连接至功率控制器，并网接入装置与双向变流器连接。

6.根据权利要求5所述的风电场大规模储能电站功率调节系统，其特征在于：并网接入装置使用时与风电场交流母线连接，储能电站监控系统使用时接入风电场以太网。