一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升方法

    专利2025-05-13  24


    本发明属于大规模新能源并网控制,具体为一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升方法。


    背景技术:

    1、随着电力系统中大规模分布式光伏接入配电网占比急剧增加,分布式光伏在时间上的随机波动性和空间上的广域分布特性,改变了配电网传统的单向潮流输送特性,使配电网呈现潮流的双向大幅度变化,造成配电网无功电压大幅度波动。配电网中的无功补偿设备多为并联电容器或电抗器,其响应速度慢且无功补偿不足,不能有效的抑制无功电压的大幅度波动。分布式光伏并入配电网一方面使得配电网无功潮流波动造成线损激增;另一方面影响配电网电压质量。因此如何减少大规模分布式光伏并网后的无功波动和提升分布式光伏并网后的配电网电压质量成为了迫在眉睫的问题。

    2、储能变流器具有无功双向调节的功能,可以输出连续可调的感性无功或容性无功,充分挖掘和利用储能变流器自身无功控制潜力,通过对配电网无功功率的分区分层和就地平衡控制,大幅度减少无功穿越,是实现分布式光伏接入配电网降损的有效途径。

    3、但目前储能变流器以有功充放为主要目的,无功调节能力尚未充分挖掘和利用,随着分布式光伏接入配电网比例快速升高,亟需挖掘储能变流器的无功调节潜力,以提高配电网无功电压调节能力。


    技术实现思路

    1、为了克服现有无功调节能力技术上不足,本发明提供了一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升方法,通过挖掘储能变流器无功调节能力,使储能变流器参与分布式光伏并网后配电网的无功调节,提高分布式光伏接入配电并网的电压质量,达到提升配电网接纳分布式光伏的能力。

    2、本发明的技术方案具体如下:

    3、本发明之一是提供一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升方法,包括:基于储能变流器恒功率控制,建立储能变流器有功输出预测,并通过储能变流器有功输出预测建立有功输出预测下无功控制模型;以及根据所述有功输出预测下无功控制模型计算储能变流器恒功率输出模式下无功调节能力;以及基于储能变流器恒功率因数控制,建立储能变流器有功输出预测,将储能变流器恒功率因数控制转换为基于储能变流器恒功率控制,利用有功输出预测下无功控制模型计算储能变流器恒功率因数输出模式下无功调节能力。

    4、本方法首先,利用储能变流器的恒功率控制功能,对其进行分析和建模,以预测储能变流器的有功输出情况,在有功输出预测的基础上,建立储能变流器在有功输出预测情况下的无功控制模型。利用建立的无功控制模型,计算储能变流器在恒功率输出模式下的无功调节能力。并将恒功率因数控制转换为基于恒功率控制,并利用无功控制模型计算储能变流器在恒功率因数输出模式下的无功调节能力。本方法综合利用了储能变流器的恒功率控制和恒功率因数控制功能,并基于有功输出预测建立了相应的无功控制模型,从而能够更精确地评估和提升储能变流器的无功调节能力。这有助于优化储能系统在实际运行中的无功支撑能力,提高系统的稳定性和可靠性。

    5、本发明之二是提供一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升系统,包括:

    6、无功控制模块:配置为通过储能变流器有功输出预测建立有功输出预测下无功控制模型;

    7、无功调节模块:配置为利用有功输出预测下无功控制模型计算储能变流器恒功率因数输出模式下无功调节能力。

    8、其中,所述储能变流器有功输出预测采用的约束条件为:

    9、

    10、式中pi为储能变流器某一运行方式下的有功出力,sn为变流器额定视在功率,qi为恒功率pi下发出的无功功率。

    11、本发明之三是提供一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升装置,所述储能变流器无功调节能力提升装置与储能变流器无功调节能力提升系统通讯连接。

    12、本发明之四是提供一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如目的之一所述方法。

    13、本发明的有益效果为:

    14、1、综合利用恒功率控制和恒功率因数控制:该方法结合了储能变流器的恒功率控制和恒功率因数控制功能,充分利用了两种控制方式的优势,使得储能变流器在不同工况下都能够实现有效的无功调节能力。

    15、2、基于有功输出预测的无功控制模型:通过建立有功输出预测下的无功控制模型,能够更准确地预测储能变流器在不同工况下的无功输出需求,从而提高了无功调节的精度和可靠性。

    16、3、提高系统稳定性和可靠性:通过评估储能变流器在恒功率输出模式下的无功调节能力,能够更好地优化储能系统的无功支撑能力,提高系统的稳定性和可靠性,从而确保系统在运行过程中能够更好地应对各种工况和外部扰动。

    17、综上所述,本发明能够有效地提升储能变流器的无功调节能力,优化系统性能,提高系统的稳定性和可靠性,为储能系统的实际应用提供了重要的技术支持。



    技术特征:

    1.一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升方法,其特征在于:所述储能变流器有功输出预测采用的约束条件为:

    3.根据权利要求2所述的一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升方法,其特征在于:所述有功输出预测下无功控制模型设置有两类,分别为:

    4.根据权利要求3所述的一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升方法,其特征在于:所述储能变流器恒功率输出模式下无功调节能力计算方法包括:

    5.根据权利要求2所述的一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升方法,其特征在于:所述储能变流器恒功率因数满足条件为:

    6.根据权利要求5所述的一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升方法,其特征在于:储能变流器恒功率因数输出模式下无功调节能力计算方法包括:

    7.一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升系统,其特征在于,包括:

    8.根据权利要求7所述的储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升系统,其特征在于,包括:

    9.一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升装置,其特征在于,

    10.一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述方法。


    技术总结
    本发明属于大规模新能源并网控制技术领域,具体为一种储能变流器有功输出模式下的无功调节能力提升方法。方法包括:基于储能变流器恒功率控制,建立储能变流器有功输出预测,建立有功输出预测下无功控制模型;以及根据所述有功输出预测下无功控制模型计算储能变流器恒功率输出模式下无功调节能力;以及基于储能变流器恒功率因数控制,建立储能变流器有功输出预测,将储能变流器恒功率因数控制转换为基于储能变流器恒功率控制,利用有功输出预测下无功控制模型计算储能变流器恒功率因数输出模式下无功调节能力。提高分布式光伏接入配电并网的电压质量,达到提升配电网接纳分布式光伏的能力。

    技术研发人员:张一航,姜彤,梁琛,刘文颖,董晓阳,欧奕昊,马喜平,曹钰,李亚昕,刘炽,王梦杰,李威武,曾令国,魏凯,张笑波
    受保护的技术使用者:华北电力大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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