[发明专利]适用于全控器件的电力电子储能系统供电网频率控制方法

说明书

一种适用于全控器件的电力电子储能系统供电网频率控制方法，将整个电网频率控制分为：供电网频率‑有功阻尼控制环、供电网频率控制环、储能设备的有功功率控制环、储能系统剩余能量控制环；供电网频率‑有功阻尼控制环将阻尼分为无阻尼控制方式、一阶惯性阻尼方式、高阶惯性阻尼方式、非线性阻尼方式；采用供电网频率、有功做闭环控制，在兼顾储能系统能量控制的前提下，提高供电网的有功阻尼。储能系统剩余容量控制、频率‑有功阻尼器的设计是本控制策略的核心要素。综合储能设备的剩余能量，得出储能设备的有功电流幅值；采用模式选择的方式实现阻尼控制模块。比传统的频率‑有功双闭环控制策略，从根本上解决了系统阻尼不够的问题。

技术领域

本发明涉及电力电子储能系统技术领域，特别涉及一种适用于全控器件的电力电子储能系统供电网频率控制方法。

背景技术

在目前的储能系统应用中，基于全控型电力电子器件的储能系统以其技术成熟、控制结构灵活和占地面积小等优势，占有了绝大部分的市场份额。

传统意义上的电力电子储能系统控制策略，由于响应速度快，造成了供电网频率变化后，供电频率响应过快，系统阻尼不够的情况。

由于生产能力的发展速度加快，供电网的频率调整问题越来越突出，尤其在部分钢铁行业的供电网中，供电频率的控制需求愈发明显；同时电网系统中的电力电子发电设备越来越多，在带来绿色能源的同时，由于全控型电力电子变流器的响应速度过快，减小了系统的阻尼，给电网带来了一定的负面影响。

发明内容

为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供一种适用于全控器件的电力电子储能系统供电网频率控制方法，该方法使用供电网的频率和有功做闭环控制，将频率和有功的控制环通过阻尼器耦合，得到储能系统的输出电流给定值，使储能系统达到控制电网频率的目的。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种适用于全控器件的电力电子储能系统供电网频率控制方法，将整个电网频率控制分为四个环节：

1)供电网频率-有功阻尼控制环2)供电网频率控制环3)储能设备的有功功率控制环4)储能系统剩余能量控制环；

1)供电网频率-有功阻尼控制环：供电网频率-有功阻尼控制环将阻尼分为以下几种：无阻尼控制方式、一阶惯性阻尼方式、高阶惯性阻尼方式、非线性阻尼方式；频率-有功阻尼模块检测储能设备发出的有功值Pfbk_pu，经过上述四种阻尼方式之一的传递函数计算后得出供电网频率控制环给定值的误差值Δω_zz；

2)供电网频率控制环：供电网频率控制环首先通过检测供电网的高压侧电压频率值ωfbk，然后与预先设定的频率给定值ωref做差，加上供电网频率-有功阻尼控制环的输出Δωzz，经过ω_B的标幺计算后，结果送入供电网频率控制环的PI控制器，计算出系统有功功率给定值Pref_pu；

供电网频率控制环的PI控制器的PI调节器传递函数：

3)储能设备的有功功率控制环：供电网在频率控制环计算出系统有功功率给定值Pref_pu后，该值加上预先设定好的高压侧有功功率给定值PrefG_pu，再减去低压侧的储能设备有功功率反馈值Pfbk_pu，送入系统有功功率控制器；该部分使用的PI调节器传递函数如下：

得出有功电流参考值I_W；

4)储能系统剩余能量控制环：储能系统剩余能量控制环节，通过储能装置剩余能量的给定值SOCref与储能装置剩余能量反馈值SOCfbk的误差，通过一个滞环比较模块，得出储能装置的吸收/释放能量控制信号ctrl：-1、0、1；