一种改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的系统及方法，其系统包括储能装置以及储能控制器；风电场的出口汇集母线处电压输出端作为储能控制器的输入端；储能装置的输入端连接储能控制器输出端；储能装置的输出端用于连接电网侧的汇集母线；当风电场外送功率线路上发生故障时，储能控制器根据风电场的出口汇集母线处的电压，计算获取需要储能装置需提供的有功功率值，并控制储能装置对汇集母线处的电压频率偏差进行处理，输出相应的有功功率；进而控制风电场和储能装置注入汇集母线处的电流特性，保证注入电流的有功分量与无功分量之比的反正切值与汇集母线到故障点处线路阻抗角一致，维持风电场的频率稳定。
【专利说明】
-种改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的系统及方法
技术领域
[0001] 本发明属于风力发电技术领域，更具体地，设及一种改善低电压穿越期间风电场 注入电流特性的系统及方法。
【背景技术】
[0002] 我国在风能资源丰富地区安置了大量小容量的风力发电机，风力发电机经过升压 变压器及输电线路连接到汇集母线上，共同组成风电场，风电场通过输电线路并入外部电 网，将风电资源输送到负荷中屯、。
[0003] 风电场必须在系统发生电压跌落期间向外部电网注入足够的无功电流，起到无功 支撑作用。在低电压故障期间，外部电网对风电场的支撑作用较弱，风电场外送系统是一个 几乎独立的孤岛系统，风电场注入电流特性对风电场自身的频率稳定性存在影响作用;注 入电流特性是指电流无功分量与有功分量的比值，在低电压故障期间，当风电场注入外部 电网的电流有功分量与无功分量比值的反正切值大于风电场注入电流点到故障点的线 路阻抗角02时，风电场的频率不断降低，风电场发生频率失稳;而当01<02时，风电场的频率 不断上升；只有当01 = 02时，风电场频率才能维持稳定。但是在低电压故障期间，风电场的低 电压穿越能力使得风电场必须向外部电网注入足够的无功电流，运将导致风电场可W注入 外部电网的有功电流非常小，无法满足01 = 02;在风电场低电压穿越期间，为了保证风电场 低电压穿越的能力，风电场可能出现频率失稳。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的W上缺陷或改进需求，本发明提供了一种改善低电压穿越期间风 电场注入电流特性的系统及方法，解决低电压穿越期间风电场频率失稳的技术问题。
[0005] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种改善低电压穿越期间风电 场注入电流特性的系统，包括储能装置W及储能控制器；
[0006] W风电场的出口汇集母线处电压输出端作为储能控制器的输入端;储能装置的输 入端连接储能控制器输出端;储能装置的输出端用于连接电网侧的汇集母线；
[0007] 当风电场外送功率的线路上发生故障时，储能控制器根据风电场的出口汇集母线 处的电压，计算获取储能装置需提供的有功功率值，并控制储能装置输出相应的有功功率； 进而控制风电场和储能装置注入汇集母线处的电流特性，使得注入电流的有功分量与无功 分量之比的反正切值与汇集母线到故障点处线路阻抗角一致，在故障时维持风电场的频率 稳定。
[000引优选地，上述改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的系统，其储能控制器包 括依次连接的锁相环模块、死区模块、比例积分模块、电流限幅模块W及功率限幅模块；
[0009] 其中，锁相环模块用于对风电场的出口汇集母线处的电压进行锁相处理，获得锁 相环角速度偏差；
[0010] 死区模块用于根据锁相环角速度偏差设置死区；
[0011] 比例积分模块用于对上述死区输出进行比例积分处理，获取储能装置的输出有功 电流指令值I'E;
[0012] 电流限幅模块用于根据上述输出有功电流指令值I'E对储能装置的输出有功电流 进行限幅，确定储能装置的输出有功电流Ie值；
[0013] 功率限幅模块用于根据上述输出有功电流指令值I'E，对储能装置的输出有功电 流进行限幅，确定储能装置的输出有功电流Ie值；
[0014] 储能装置根据上述输出有功电流Ie值，输出维持风电场频率稳定所需的有功功 率。
[0015] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，基于上述改善低电压穿越期间风电场 注入电流特性的系统，提供了一种改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的方法，
[0016] (1)在容量为Swind的风电场的出口汇集母线处设置容量SNess=10%Swind的储能装 置；
[0017] (2化低电压穿越期间，根据风电场的出口汇集母线处电压Um,进行锁相、设置死 区、限幅，W及比例积分处理，获取输出有功电流值；
[0018] 根据所述输出有功电流值W及储能装置电压，获取储能装置的输出有功功率指 令;在该输出有功功率指令的作用下，储能装置提供维持风电场频率稳定所需的有功功率 值。
[0019] 优选地，上述改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的方法，其步骤(2)包括W 下子步骤：
[0020] (2-1)采用锁相环对风电场的出口汇集母线处的电压Um进行锁相处理，获取锁相 环角速度偏差W d二化fd ;
[0021 ]锁相环角速度偏差O d是指锁相环检测角速度《与额定角速度《 n的偏差，其中，fd 是指锁相环检测频率与额定频率的偏差；
[0022] (2-2)根据锁相环角速度偏差COdW及死区频率fe，
[002引環畳死区输化量
[0024] (2-3)根据比例积 获取比例积分参数Kpo和Kio;根据 比例积分参数Kpo和Kio对死区输出量进斤比例积分处理，获取储能装置的输出有功电流指 令值I 'E;
[0025] 其中，Kpo是比例放大倍数，Kio是积分放大倍数，1/s是指拉普拉斯算子，表示对比 例积分模块输入量的积分；
[0026] (2-4)根据上述的输出有功电流指令值I'E，对储能装置的输出有功电流进行限 幅，确定储能装置的输出有功电流Ie;
[0027] (2-5)根据上述储能装置的输出有功电流Ie, W及储能装置电压化，获取储能装置 的输出有功功率指令扣。
[0028] 优选地，上述改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的方法，其储能装置的输 出有功功率指令
[0029] 其中，Sess为储能装置的额定容量的标么值；
[0030] 当-Sess<^*lE<Sess时，储能装置的输出有功功率指令Pe =化*Ie;
[0031] 当怖*lE>Sess时，储能装置的输出有功功率指令扣= Sess;
[00创当化*IE<-Sess时，功率限幅模块输出量扣= -Sess;由此，通过功率限幅，W保证储 能装置的正常运行。
[0033] 优选地，上述改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的方法，其输出有功电流
[0034] 其中，In为储能装置的额定电流的标么值。
[0035] 通过限幅，使得储能装置输出的有功电流指令的最大值Ie "ax=lN，最小值Ie "in = - In;
[0036] 当Ie min<I，E<lE maJ寸，电流限幅模块输出量Ie = Te;
[0037] 当I'e>Ie maJ寸，电流限幅模块输出量Ie=Ie max;
[003引当Ie min>I'E时，电流限幅模块输出量Ie=Ie min;电流限幅保证储能装置的正常运 行。
[0039] 优选地，上述改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的方法，其死区频率fE为 ±0.2Hz;
[0040] 当I Ud I小于0.2Hz时，死区输出量为0;当I COd I大于0.2Hz时，死区输出量为非0;由 此设置死区，W避免在风电场正常运行过程中储能装置反复动作。
[0041] 优选地，上述改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的方法，其骤(2-3)包括W 下子步骤：
[0042] (2-3-1)建立储能控制器的特性方程
[0043]
[0044] 其中，0r是指风电场的出口汇集母线处的电压Um的实际相位，0p是指风电场的出口 汇集母线处的电压Um经过锁相处理后得到的相位；
[0045] U是指风电场的出口汇集母线处的电压幅值Um的标么值，Uq为dq坐标系下电压U的q 轴分量，Kp是指锁相环的比例放大倍数，Ki是指锁相环的积分放大倍数；
[0046] (2-3-2)根据上述特性方程，对储能控制器特性进行线性化处理，获得储能控制器 的线性状杰巧间方括：
[0047]
[004引其中，A是增量表示符；?用于表示微分算子;a = u COS(目ro-目PO);
[0049] (2-3-3)根据上述线性状态空间方程W及关系式
[(K)加 ]
[0051] 获得实际相位增量A 0r与锁相后的相位增量A 0p、锁相环角速度偏差Od增量、W 及有功电流增量A Ie的关系，A 0r= A 0p+b A Od-C A Ie;
[0052] 其中，0z(?d)表示故障点与风电场汇集母线之间的线路阻抗角，其值随着CO d变化 而变化;L、R分别为线路的电感值和电阻值;Ia、Ir分别为风电场注入出口汇集母线的有功电 流和无功电流分量；为储能装置和风电场注入出口汇集母线的总电流的相位，该相位W 锁相环定向的d。A U 玄frft d树J At五： >件.
[0化3] 其中
[0054] ?加、13〇击〇、1￡〇是指《<1、13击、1￡的稳态值；
[0055] (2-3-4)根据步骤(2.3.3)获得的关系式，消去上述线性状态空间方程中的变量A 0r、A?，:获得仅包含变量A0p、A?d、AIE、A?、Af'，_^,、A}f的状态空间方程
[0化 6]其中，1 处=1 -Kpb+KpKpoc，g = Kib-KpKioc;
[0057] (2-3-5)根据c〉〉bW及KpKpqc〉〉1，简化步骤(2-3-4)获得的状态空间方程的系数矩 阵中各元素的形式，获得简化的状态空间方串
[0058] (2-3-6)求解上述简化的状态空间方程，获得该简化的状态空间方程的S个极点
[0059] (2-3-7)根据极点
，获得比例积分模块的比例系数Kpq, W及比例积分模 块的积分系数Kio;
[0060] (2-3-8)根据上述的比例系数Kpo, W及积分系数Kio,对死区输出量进行比例积分 处理，获得储能装置的输出有功电流指令值I'E。
[0061] 总体而言，通过本发明所构思的W上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有 益效果：
[0062] (1)本发明提供的改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的系统及方法，实现 了在低电压穿越故障期间维持风电场频率稳定的作用，通过对风电场汇集母线频率的反馈 控制，实现注入外部电网电流的自动调节，具有较高的工程实用价值；
[0063] 在低电压穿越故障期间，若汇集母线处频率低于电网额定频率，表明注入外部电 网有功电流与无功电流之比的反正切值目1小于传输线路电抗角目2,储能控制器将得到一个 正的频率偏差输入量;通过比例积分模块，储能控制器输出增大有功电流的指令，控制储能 装置逐渐增大有功电流的输出，使得整个风电与储能系统注入外部电网有功电流与无功电 流之比的反正切值01增大，逐渐与传输线路电抗角02维持一致；
[0064] 若汇集母线处频率高于电网额定频率，表明注入外部电网有功电流与无功电流之 比的反正切值01大于传输线路电抗角02,储能控制器将得到一个负的频率偏差输入量，通 过比例积分模块，储能控制器输出减小有功电流的指令，控制储能装置逐渐减小有功电流 的输出，使得整个风电与储能系统注入外部电网有功电流与无功电流之比的反正切值01减 小，逐渐与传输线路电抗角02维持一致，从而维持风电场的频率稳定；
[0065] (2)本发明提供的改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的系统，其储能控制 器包括锁相环模块、死区模块、比例积分控制模块、电流限幅模块和功率限幅模块均易实 现，且储能控制器的输入量风电场的出口汇集母线处电压Um也易于测量获得，使得该系统 及方法具有易于实现的特点。
【附图说明】
[0066] 图1是本发明实施例提供的改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的方法的流 程示意图；
[0067] 图2是实施例里某风电系统的示意图；
[0068] 图3是实施例里储能控制器的功能示意图；
[0069] 图4是实施例里的锁相环功能结构示意图；
[0070] 图5是实施例的风电系统在不安装储能装置的情况下，风电机组各各处参数的波 形图；（a)是指并网点dq轴电压波形、（b)是指并网点A相电流波形、（C)是指并网点与=个机 组频率的波形示意图；
[0071] 图6是实施例的风电系统在安装储能装置并配备储能控制器后各处参数的波形 图；其中，（a)是风电机组并网点dq轴电压波形、（b)是指并网点A相电流波形、（C)是并网点 与=个机组频率的波形示意图。
【具体实施方式】
[0072] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所设及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可W相互组合。
[0073] 本发明提供的改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的系统及方法，通过在风 力发电场的汇集母线处安装储能装置，将汇集母线处的电压频率偏差经过死区和比例积分 控制处理，控制储能装置的有功电流输出，进而控制风力发电场和储能装置注入汇集母线 处的总电流，维持风电场的频率稳定;其方法的流程如图1所示意的，具体包括W下步骤：
[0074] (1)在容量为Swind的风电场的出口汇集母线处设置容量SNess=10%Swind的储能装 置；
[0075] (2)在低电压穿越期间，根据风电场的出口汇集母线处电压Um,进行锁相、设置死 区、限幅，W及比例积分处理，获取输出有功电流值；
[0076] 根据所述输出有功电流值W及储能装置电压，获取储能装置的输出有功功率指 令;在该输出有功功率指令的作用下，储能装置提供维持风电场频率稳定所需的有功功率 值。
[0077] 实施例所提供的改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的系统及方法，在图2 所示的风电系统得到验证;该风电系统中，风电场安装了容量为10MWJ0MW和30MW的3台永 磁直驱型风力发电机组;在功率基准Sb=100MVA、系统频率为fn = 50化、电压标准等于母线 额定电压的情况下，风电系统的线路参数如下表1所示：
[0078] 表1实施例里风电系统的系统参数列表 [00791
[0080] 为了提高风电系统的频率稳定性，在附图2所示的风电系统中，在并网点35kV母线 处安装了储能装置W及储能控制器;附图3为储能控制器的结构示意图；实施例提供的改 善低电压穿越期间风电场注入电流特性的方法，具体包括如下步骤：
[0081] (1)在该风力发电场的出口汇集母线处设置容量6MW的储能装置；
[0082] (2)设置包括锁相环模块、死区模块、比例积分模块、电流限幅模块W及功率限流 模块的储能控制器；
[0083] 在低电压穿越期间，根据风电场的出口汇集母线处电压Um,进行锁相、设置死区、 限幅，W及比例积分处理，获取输出有功电流值；
[0084] 根据输出有功电流值W及储能装置电压，获取储能装置的输出有功功率指令;在 该输出有功功率指令的作用下，储能装置提供维持风电场频率稳定所需的有功功率值扣。
[0085] 上述方法中，步骤(2)包括W下子步骤：
[0086] (2-1)设置附图4所示的锁相环模块;锁相环输入量为风力发电场的出口汇集母线 处的电压UMZ0r，锁相环模块的输出量为锁相环角速度偏差COd;
[0087] 其中，Um是指汇集母线处的电压幅值，0r是指汇集母线处的电压的实际相位，COd表 示锁相环检测角速度《与额定角速度《。的偏差；
[008引 Od= ?-Wn = 23T(f-fn) = 2时<1^、片山分别为锁相环检测频率、额定频率^及检 测频率与额定频率的偏差；
[0089] 实施例中，设置锁相环模块的比例放大倍数锁相环模块的比例放大倍数Kp = 74和 积分放大倍数Ki = 333、角速度上限值CO UP = 376.8rad/s，角速度下限值CO 1。= 251.化ad/s;
[0090] 本处对风电场设备中的锁相环进行说明：锁相环(Phase-locked loops,化L)是反 馈(Fee化ack)控制原理实现的频率及相位的同步，其作用是将电路输出的时钟与其外部的 参考时钟保持同步；当参考时钟的频率或相位发生改变时，锁相环会检测到运种变化，并且 通过其内部的反馈系统来调节输出频率，直到两者重新同步，运种同步称为"锁相" (Phase-locked)；
[0091] (2-2)设置死区模块，将锁相环输出量COd作为死区模块的输入量，设置死区频率fE =±0.2Hz;
[0092] (2-3)设置比例积分控制模块，将死区模块的输出量作为比例积分控制模块的输 入量，比例积分控制模块输出则是储能装置的输出有功电流指令值I'E;
[0093] (2-4)设置电流限幅模块，将比例积分控制模块的输出量I'E作为电流限幅模块的 输入量;根据该输出有功电流指令值I'E，对储能装置的输出有功电流进行限幅，确定储能 装置的输出有功电流Ie;
[0094] 实施例中，储能装置输出的有功电流指令的最大值Ie max= Ipu和最小值Ie min = - Ipu;
[0095] (2-5)设置功率限幅模块，根据电流限幅模块确定储能装置的输出有功电流Ie值 W及储能装置电压化获得储能装置的有功功率扣;实施例中，储能装置的输出有功功率的最 大值为Ipu、最小值-Ipu。
[0096] 上述方法中，步骤(2-3)包括W下子步骤：
[0097] (2-3-1)建立储能控制器的特性方程
[009引 （I )
[0099] 其中，0r是指风电场的出口汇集母线处的电压Um的实际相位，0p是指风电场的出口 汇集母线处的电压Um经过锁相处理后得到的相位；
[0100] U是指风电场的出口汇集母线处的电压幅值Um的标么值，Uq为dq坐标系下电压U的 q轴分量，Kp是指锁相环的比例放大倍数，Ki是指锁相环的积分放大倍数；
[0101] (2-3-2)根据上述特性方程（1)，对储能控制器特性进行线性化处理，获得如式(2) 所示的储能控制器线性状态空间方程：
[0102]
(2)
[0103]其中，A是增量表示符；?用于表示微分算子;a =化OS(目r日-目PO);
[0104] (2-3-3)对W下关系式(3)进行线性化，获得关系式(4);
(3)
[0105]
[0106] ABr= A0p+bA Od-C A Ie (4)
[0107] 其中，0z(?d)表示故障点与风电场汇集母线之间的线路阻抗角，其值随着COd变化 而变化;L、R分别为线路的电感值和电阻值;Ia、Ir分别为风电场注入出口汇集母线的有功电 流和无功电流分量；为储能装置和风电场注入出口汇集母线的总电流的相位，该相位W 锁相环定向的dq坐标系的d轴为基准；
[010引其中，
[0109] ?dO、IaO、IrO、lEO是指《<1、13、1,、1￡的稳态值；
[0110] (2-3-4)根据关系式(4)，消去式(2)中的储能控制器线性状态空间方程中的变量 A白,、么'砖满得仅包含变量A 0p、A ?d、A 、a},的状态空间方程，
[0111]
(5)
[0112] 其中，I 处=I -Kpb+KpKpoc，g = Kib-KpKioc;
[0113] (2-3-5)根据c〉〉bW及KpKpoc〉〉1简化上述状态空间方程的系数矩阵中各元素的形 式，获得新的状态空间方程；
[0114] (2-3斗)求解新的状态空间方程，获得状态空间方程的S个极点4 = =U;
[0115] (2-3-7)取极点Si = -O.25，Kp〇 = 0.5,根据
计算得到比例积分模块的积 分系数Kiq = 2;
[0116] 其中，Kpo是比例积分模块的比例放大倍数，Kio是比例积分模块的积分放大倍数， 1/s是拉普拉斯算子，表示对比例积分模块输入量的积分；
[0117] 完成上述储能装置及控制器的配置后，在电网无低电压故障期间，由于控制器死 区模块的存在，储能装置不动作，保障了电网不受储能装置的影响而正常地运行;在电网发 生低电压故障时，控制器根据风电场出口汇集母线处频率的变化，输出电流指令，储能装置 根据电流指令，输出适当的有功电流，保证故障期间电网频率的稳定。
[011引实施例里，在t = 2s时，风电系统在图2所示故障点发生S相短路接地故障，0.4s后 故障消除。图5和图6分别给出了不安装储能装置与安装储能装置并配备图3所示的储能控 审IJ器运两种情况下风电机组并网点dq轴电压幅值（图（a))、并网点A相电流幅值（图（b))和 并网点与S个机组频率（图（C))。
[0119] 对比图5(a)和图6(a)可W看出，安装储能装置的电网，在电网发生低电压穿越的 故障期间，锁相环成功将控制电压d轴定向在风电场汇集母线电压矢量上，该电压的q轴分 量维持为零，表明储能装置有效的维持了该处母线频率的稳定;未安装储能装置的电网，在 故障期间，风电场汇集母线处电压的q轴分量为略小于0的负数W保障向系统注入小额的有 功电流，运样风电场汇集母线处的频率会不断下降；
[0120] 图5(b)中故障期间的风电场汇集母线A相电流频率逐渐变小，而图6(b)中故障期 间的风电场汇集母线A相电流频率基本维持稳定；
[0121] 从图5(c)中可W看出，未安装储能装置的电网在低电压穿越的故障期间，风电场 内各风电机组锁相频率和风电场汇集母线频率迅速跌落;如图6(c)所示，安装储能装置的 电网在低电压穿越的故障期间，风电场内各风电机组锁相频率跟随该处母线频率变化而趋 于稳定。在低电压故障期间，安装了储能装置后，可W改善风电场注入电流特性，维持电网 频率稳定，从而验证了本方法的有效性。
[0122] 本领域的技术人员容易理解，W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的系统，其特征在于，包括储能装置 W及储能控制器； W风电场出口汇集母线处的电压输出端作为储能控制器的输入端;储能装置的输入端 连接储能控制器输出端;储能装置的输出端用于连接电网侧的汇集母线； 在低电压穿越期间，所述储能控制器根据风电场的出口汇集母线处电压获取储能装置 需提供的有功功率值，并控制储能装置输出相应的有功功率;进而控制风电场和储能装置 注入汇集母线处的电流特性，使得注入电流的有功分量与无功分量之比的反正切值与汇集 母线到故障点处线路阻抗角一致，维持风电场的频率稳定。2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储能控制器包括依次连接的锁相环模 块、死区模块、比例积分模块、电流限幅模块W及功率限幅模块； 所述锁相环模块用于对风电场的出口汇集母线处的电压进行锁相处理，获得锁相环角 速度偏差； 所述死区模块用于根据锁相环角速度偏差设置死区； 所述比例积分模块用于对上述死区输出进行比例积分处理，获取储能装置的输出有功 电流指令值Γε; 所述电流限幅模块用于根据上述输出有功电流指令值Γε对储能装置的输出有功电流 进行限幅，确定储能装置的输出有功电流Ιε值； 所述功率限幅模块用于根据上述输出有功电流指令值Ι'Ε，对储能装置的输出有功电流 进行限幅，确定储能装置的输出有功电流Ιε值； 储能装置根据所述输出有功电流Ιε值，输出维持风电场频率稳定所需的有功功率。3. -种基于权利要求1或2所述系统的改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的方 法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 在容量为Swind的风电场的出口汇集母线处设置容量SNess=10%Swind的储能装置； (2) 在低电压穿越期间，根据风电场的出口汇集母线处电压Um，进行锁相、设置死区、限 幅，W及比例积分处理，获取输出有功电流值； (3) 根据所述输出有功电流值W及储能装置电压，获取储能装置的输出有功功率指令； 在所述输出有功功率指令的作用下，储能装置提供维持风电场频率稳定所需的有功功率 值。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括W下子步骤： (2-1)采用锁相环对风电场的出口汇集母线处的电压Um进行锁相处理，获取锁相环角速 度偏差Wd = ^rfd; 所述锁相环角速度偏差ω d是指锁相环检测角速度ω与额定角速度ω η的偏差;其中，fd 是指锁相环检测频率与额定频率的偏差； (2-2)根据锁相环角速度偏差ω dW及死区频率fs， 设置死区输出量(2-3)根据比例积分函I-获取比例积分参数时〇和Κιο;根据比例积 分参数Κρο和Κιο对死区输出量进行比例积分处理，获取储能装置的输出有功电流指令值Γε; 其中，Κρο是比例放大倍数，Κιο是积分放大倍数，1/s是拉普拉斯算子； (2-4)根据所述输出有功电流指令值Γε，对储能装置的输出有功电流进行限幅，确定 储能装置的输出有功电流Ιε; (2-5)根据所述储能装置的输出有功电流Ie，W及储能装置电压化，获取储能装置的输 出有功功率指令扣。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述储能装置的输出有功功率指令其中，Sess为储能装置的额定容量的标么值。6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述输出有功电流其中，In为储能装置的额定电流的标么值。7. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述死区频率ft为± 0.2Hz。8. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述骤(2-3)包括W下子步骤： (2-3-1)建立储能控制器的特性方程其中，θτ是指风电场的出口汇集母线处的电压Um的实际相位，θρ是指风电场的出口汇集 母线处的电压Um经过锁相处理后得到的相位； U是指风电场的出口汇集母线处的电压幅值Um的标么值，Uq为dq坐标系下电压U的q轴分 量，虹是指锁相环的比例放大倍数，Κι是指锁相环的积分放大倍数； (2-3-2)根据所述特性方程，对储能控制器特性进行线性化处理，获得储能控制器的线 性状态空间方程：其中，A是增量表示符；·用于表示微分算子;a = U COS(0r〇-0p〇); (2-3-3)根据所述线性状态空间方程W及关系式获得实际相位增量A θτ与锁相后的相位增量Δ θρ、锁相环角速度偏差ω d增量、W及有 功电流增量A Ie的关系，Δ θτ= Δ θρ+b Δ ω d-c Δ Ie ; 其中，θζ(ω<〇表示故障点与风电场汇集母线之间的线路阻抗角，其值随着cod变化而变 化;L、R分别为线路的电感值和电阻值;Ia、Ir分别为风电场注入出口汇集母线的有功电流和 无功电流分量；θι为储能装置和风电场注入出口汇集母线的总电流的相位，该相位W锁相 环定向的dq坐标系的d轴为基准； 其中ω加、laO、IrO、Ie日是指ω d、la、Ir、Ie的稳态值； (2-3-4)根据步骤(2.3.3)获得的关系式，消去所述线性状态空间方程中的变量Δ θτ、 ，获得仅包含变量A θρ、Δ cod、Δ Ιε、Δ^^、的状态空间方程其中，l^=l-Kpb+KpKp〇c，g = Kib-Krf(ioc; (2-3-5)根据c〉〉bW及KpKp〇c〉〉1，简化步骤(2-3-4)获得的状态空间方程的系数矩阵中 各元素的形式，获得简化的状态空间方程 L」 (2-3-6)求解所述简化的状态空间方程，获得Ξ个极点(2-3-7)根据所述极点-获得比例积分模块的比例系数KPG，W及比例积分模 块的积分系数Κιο; (2-3-8)根据所述的比例系数Kp〇，W及积分系数Κιο,对死区输出量进行比例积分处理， 获得储能装置的输出有功电流指令值Γε。
【文档编号】H02J3/28GK105978006SQ201610446949
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】文劲宇, 陈伟彪, 姚伟, 汪锦, 刘巨
【申请人】华中科技大学