[发明专利]一种用于电网黑启动的储能变流器零起升压控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于电网黑启动的储能变流器零起升压控制方法及装置，采用电压控制外环和电流控制内环的双闭环结构。电压外环控制变流器交流侧电压，并给出d轴和q轴电流控制参考值，电流内环按照电压外环给出的电流参考值完成电流的快速跟踪控制；通过设定电压外环控制的电压参考值改变变流器输出电压幅值，输入电压参考值曲线实现电网黑启动过程电压从零逐步升高到目标值。本发明提供的储能变流器零起升压控制方法用于电网黑启动，使目标电网的电压零起升压，降低电网黑启动过程的冲击电流，提高电网黑启动的成功率。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种用于电网黑启动的储能变流器零起升压控制方法及装置。

背景技术

电网黑启动是指电力系统全部停电后(不排除个别孤立小系统仍维持运行情况)，通过系统中具有自启动能力的机组的启动，带动无自启动能力的机组，逐步扩大电力系统的恢复范围，最终实现整个电力系统的恢复。

传统黑启动电源通常选取抽水蓄能电站或燃气轮机等运行可靠性较高的电源。

2018年7月，江苏镇江电网储能电站工程正式并网投运。该储能电站总功率101MW，总容量202MWh，是国内规模最大的电网侧储能电站项目。在当前电网电源结构变化和电网侧储能电站建设背景下，利用电网侧储能自身的运行以及在电网中的调控优势，电网侧储能电站有可能成为一种新的电网黑启动电源。目前缺乏储能黑启动方面技术研究，亟需研究储能的黑启动控制策略，为电网黑启动提供新途径。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于电网黑启动的储能变流器零起升压控制方法及装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于电网黑启动的储能变流器零起升压控制方法，包括：通过控制储能变流器以维持电网黑启动路径的电压和频率在可调范围内，保证电网黑启动过程中电压和频率的稳定；频率通过调节储能变流器的有功功率控制，使频率保持在给定的频率值；电压通过调整储能变流器的无功功率控制，使电压保持在给定的电压值。

所述的用于电网黑启动的储能变流器零起升压控制方法，采用电压控制外环和电流控制内环的双闭环结构；

基于设定的电压外环控制的电压参考值，计算得到d轴和q轴电流参考值，电流内环按照算得到的电流参考值完成电流的快速跟踪控制；

基于设定电压外环控制的电压参考值，电压外环对变流器交流侧电压进行控制，改变变流器输出电压幅值，输入电压参考值实现电网黑启动过程电压从零逐步升高到目标值。

更为具体的，储能变流器的电压控制外环和电流控制内环具体如下：

式中，u_dref和u_qref分别为d、q轴下的电压参考值；i_Cdref、i_Cqref分别为d、q轴下的电流参考值；u_d、u_q、i_Cd、和i_Cq分别是三相电压和电流经Park变换后的得到的d、q轴分量；k_p1、k_p2、k_p3、k_p4、k_i1、k_i2、k_i3、k_i4分别是电压外环和电流内环的比例积分参数；u_d*和u_q*分别是d、q轴的SPWM调制波输入信号；是PI调节器的积分项；ω是角速度；C_f为滤波器的电容值。