[发明专利]一种储能下垂补偿模块稳定性分析方法

说明书

本发明公开了一种储能下垂补偿模块稳定性分析方法，包括：1)建立储能逆变装置功率传输方程；2)将步骤1)储能逆变装置功率传输方程进行化简；3)引入下垂系数，得到储能有功‑角频率，无功‑电压下垂控制方程；4)在步骤3)中传统下垂控制方程中增加角频率、电压补偿模块，得到新的下垂控制方程；5)步骤2)得到的储能逆变装置功率传输化简方程和步骤4)得到的角频率、电压补偿模块进行线性化处理；6)分析步骤5)角频率、电压补偿模块进行线性化模型，定义系统状态量，得到系数矩阵；7)分析步骤6)得到的系数矩阵，验证储能下垂补偿模块稳定性。本发明多所提出的电压、角频率补偿模块建立小信号模型，分析其稳定性。

技术领域

本发明涉及一种储能下垂补偿模块稳定性分析方法，具体涉及一种在储能逆变装置下垂控制中引入电压、角频率补偿模块，进一步的分析补偿模块稳定性的方法。

背景技术

电网容量不断增加，区域电网结构变的复杂，由光伏、风电等高渗透率分布式电源点组成的微网，由于其低惯性、低阻尼特性，势必会对大电网的频率稳定性造成影响。储能单元作为可以灵活充放电的电源，能够实现在电网中动态吸收、释放能量，且因为其响应快速、控制灵活，在维持电网电压稳定有无可替代的优势。

在储能逆变装置控制系统中，大多采用PQ下垂控制和恒压恒频(V-f)控制。传统下垂控制策略通过模拟传统同步发电机的下垂特性，对逆变装置输出有功-频率、无功-电压进行独立解耦控制。但在储能逆变装置控制实际运行过程中，存在线路阻抗分布不均匀、输出压降非线性等问题，这就会导致功率存在分配误差问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储能下垂补偿模块稳定性分析方法，在储能逆变装置采用有功-角频率，无功-电压下垂控制方案，进一步的在下垂控制中引入电压、角频率补偿模块并分析补偿模块的稳定性。

本发明采取如下技术方案来实现的：

一种储能下垂补偿模块稳定性分析方法，包括以下步骤：

1)建立储能逆变装置功率传输方程；

2)根据储能逆变装置内部参数性质，将步骤1)储能逆变装置功率传输方程进行化简；

3)根据步骤2)储能逆变装置功率传输化简方程，引入下垂系数，得到储能有功-角频率，无功-电压下垂控制方程；

4)在步骤3)中传统下垂控制方程中增加角频率、电压补偿模块，得到新的下垂控制方程；

5)步骤2)得到的储能逆变装置功率传输化简方程和步骤4)得到的角频率、电压补偿模块进行线性化处理；

6)分析步骤5)角频率、电压补偿模块进行线性化模型，定义系统状态量，得到系数矩阵；

7)分析步骤6)得到的系数矩阵，验证储能下垂补偿模块稳定性。

本发明进一步的改进在于，步骤1)建立储能逆变装置功率传输方程：

其中：R_f、X_f为滤波电路电阻值及感抗值；U_i为储能逆变装置交流侧电压；U₀为网侧电压；δ为功角差。

本发明进一步的改进在于，步骤2)的具体实现方法为：根据储能逆变装置内部参数性质：R_f＜＜X_f，将步骤1)储能逆变装置功率传输方程进行化简：

本发明进一步的改进在于，步骤3)的具体实现方法为：根据步骤2)储能逆变装置功率传输化简方程，引入下垂系数，得到储能有功-角频率，无功-电压下垂控制方程：