[发明专利]一种规模化离网型微电网中储能换流器控制方法

说明书

技术领域

本发明属于微电网的运行与控制技术，具体讲涉及一种规模化离网型微电网中储能换流器控制方法

背景技术

微电网是由分布式电源、储能单元、负荷以及控制保护装置组成的集合，是一个能够自我控制、保护和管理的自治系统。根据微电网与大电网的连接关系，微电网分为联网型微电网和离网型微电网，对于联网型微电网，系统中的储能系统均运行于P-Q模式，直接按照调度指令进行充放电控制；对于离网型微电网，系统中的储能系统可能是单点大容量接入、可能是多点分散接入、可能需要与同步发电机的传统能源协调组网，可能需要储能系统单独组网。因此，针对不同的离网型微电网拓扑结构，运行模式、系统组成等情况，制定出离网型微电网中储能系统的灵活控制策略，是实现规模化离网型微电网安全、稳定、经济运行的关键技术。

微电网运行于独立模式时，要求系统内部有一个电源为系统提供参考电压和频率信号，充当微电网的参考电源，此电源即为微电网的组网单元。目前，国内外关于离网型微电网中储能系统控制技术分以下几种：

（1）以单个大容量储能站接入系统且与常规电源共同作为主网单元。在某些离网型微电网，其中系统包括小水电或柴油发电机等同步发电机，且与大容量储能站在运行过程中共同充当系统的主网单元，在系统运行过程中起到系统电压和频率支撑的作用，而储能系统以一个大容量的储能站单点接入，对于该类离网型微电网，储能站与常规发电单元通过通讯调度技术，实现系统的功率协调运行，能够达到稳定运行，但是大容量储能站单点接入与系统负荷分散接入的拓扑结构无法达到系统的优化运行，因此该种系统结构制约了离网型微电网的经济调度运行。

（2）以单个大容量储能站接入且充当系统的主网单元。在某些离网型微电网中，系统中无常规能源发电单元，只有单个大容量储能站作为系统的主网单元，对于该类微电网，系统的电压和频率完全由储能站直接决定，新能源出力和系统负荷的瞬时波动完全由储能站单独承担调节任务。对于该类系统，单个大容量储能站的调节能力直接决定了系统中新能源的装机容量，同时系统负荷的波动幅度也对系统的稳定运行提出挑战，制约了新能源组网型的微电网推广与发展。

（3）以多个分散接入的储能系统共同承担系统的主网单元。在某些规模化离网型微电网应用场合，储能系统按照新能源和系统负荷的分散接入情况进行优化布局，每个储能站均通过监控系统与微电网的能量管理模块协调配合，对于该类微电网，系统中新能源出力波动及系统负荷波动过程中，系统的能量管理模块需同时兼顾多方约束条件对各个储能站下达调度指令，储能系统的运行指令完全取决于能量管理模块，一方面对通讯网的依赖程度大，通讯网短暂瘫痪可直接影响系统稳定运行，另一方面能量管理模块控制策略过于复杂，同时大大提高了系统的建设造价，制约了分布式新能源与微电网的健康、有序发展。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种规模化离网型微电网中储能换流器控制方法，微电网容量一般在兆瓦级；微电网系统中分布式电源类型主要包括以电力电子换流器并网的风力发电系统、光伏发电系统、储能系统，以同步发电机并网的小型水电机组、柴油发电机组、燃气发电机组；微电网储能系统分为不同储能站，接入系统不同并网点，且每个储能站内由多台储能换流器并联运行；离网型微电网电压等级一般在10kV或35kV，线路阻抗参数既不同于高压的感性，也不同于低压的阻性，属于典型的阻感性。基于以上几点，建立规模化离网型微电网系统，不同的储能站接入系统不同位置，规模化离网型微电网运行过程中，新能源出力和系统负荷处于时刻波动过程，通过控制不同储能站的出力特性，实现储能站得对等控制，通过储能站内部多台储能换流器的主从控制，实现站内储能换流器功率均分控制，该控制方法可以实现多储能站接入离网型微电网的安全、稳定、经济运行。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种规模化离网型微电网中储能换流器控制方法，其改进之处在于，所述方法包括

（1）建立规模化离网型微电网系统；

（2）储能电站通过Droop工作模式对离网型微电网进行一次调频；

（3）对离网型微电网进行二次调频；

（4）通过微电网能量管理模块对离网型微电网进行三次调频；

（5）对储能电站内的多台储能换流器进行主从控制。

优选的，所述储能电站包括多台储能换流器，采用共交流母线并联运行，储能电站主控模块获取储能电站的有功电流和无功电流基准值，主控模块对储能换流器下达各自有功电流和无功电流基准值，完成储能电站对外的Droop工作模式，对内换流器的均流运行。