CN116937546A - 一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明属于电网振荡抑制领域，提供了一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法及***，包括当电网频率高于工频时，采用风机侧功率振荡阻尼器控制策略为主，储能侧控制策略为辅抑制电网低频振荡；当电网频率低于工频时，采用储能侧控制策略抑制电网低频振荡；本发明能有效抑制电网在小扰动下的低频振荡，且能够平滑切换储能的各个控制模式，减小对电网带来的冲击，增加储能设备的寿命；在双馈风机的控制策略上主要采用转子机侧变流器加装POD的方式，POD输出的有功功率与定子侧有功功率一起作为控制环节的输入，对定子电压进行控制，进而利用风机的转子提供虚拟转动惯量增强***的惯性水平，抑制频率变化率在允许范围内。
Description
技术领域
本发明属于电网振荡抑制技术领域，具体涉及一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法及***。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
高比例新能源和高比例电力电子装置的接入，使得电网功率低频振荡现象频繁发生，其振荡频率为0.1～2.5Hz，对电网的安全稳定运行造成了极大的影响。
风电大规模发展势在必行，但是由于风能的随机性，导致风力发电具有一定的波动性。在长时间尺度上风电出力随风速变化发生不规则波动，在短时间尺度上风电出力发生骤变甚至消失。风电的间歇性和波动性使得风电输出功率极其不稳定，保持发电与负荷的供需平衡，是维持电力***稳定性和可靠性的重点关注问题。含高比例风电的电力***缺乏传统电力***中由同步发电机提供的惯量和阻尼，改变了***振荡特性，电力***稳定运行无法得到保障。
储能***具有响应速度快和功率双向调节的优势，能够很好改善风电场输出特性，平抑风电波动。大规模储能通过平抑风电功率波动或平移电网负荷时空来优化风电接入电网的运行性能，从而提高***运行的稳定性，减小电力***负荷峰谷差，同时提高电能质量和供电可靠性。为风电场配套安装储能***是改善风力发电特性、提高源网协调性能的有效途径。在众多储能手段中，蓄电池储能利用氧化还原反应储存释放电能，具有响应速度快、效率高、寿命长、安装配置方便、成本较低廉的特点，是目前应用范围最广泛的储能方式。
风机中安装功率振荡阻尼器可以调节风机的输出功率以抑制电力***的低频振荡，但风机和同步发电机间的相互作用加剧了低频振荡；储能技术凭借平抑功率不平衡的功能可以有效抑制***的振荡，但是调节能力有限。现有文献大多研究风机和储能分别对低频振荡的抑制，但是鲜有对风储联合***低频振荡抑制的研究。且风储联合***的研究中，对储能控制策略和风储之间的协调控制的研究不够详细。而在风储联合并网过程中，如何抑制电网低频振荡，减小对电网带来的冲击，增加储能设备的寿命。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法及***，本发明在频率高于工频时，采用风机侧POD控制为主、储能侧控制方法为辅的振荡抑制方法；在频率低于工频时，采用储能侧控制的抑制方法。该***能有效抑制电网在小扰动下的低频振荡，且能够平滑切换储能的各个控制模式，减小对电网带来的冲击，增加储能设备的寿命。
根据一些实施例，本发明的第一方案提供了一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法，采用如下技术方案：
一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法，包括：
当电网频率高于工频时，采用风机侧功率振荡阻尼器控制策略为主，储能侧控制策略为辅抑制电网低频振荡；
当电网频率低于工频时，采用储能侧控制策略抑制电网低频振荡；
其中，所述风机侧功率振荡阻尼器控制策略，具体为：
将双馈风机定子侧有功功率和功率振荡阻尼器输出的有功功率作为控制环的输入，对双馈风机定子电压进行控制；
利用双馈风机的转子提供虚拟转动惯量增强***的惯性水平，抑制频率变化率在允许范围内；
所述储能侧控制策略，具体为：
电网***的频率偏差小于第一频率偏差阈值和频率变化率小于阈值时，且储能***不处于闭锁状态，储能***采用充放电下垂控制；
电网***的频率偏差大于第二频率偏差阈值或绝对频率变化率超出阈值时，储能***以最大功率放电；
电网***的频率偏差小于第二频率偏差阈值或绝对频率变化率超出阈值时，储能***以最大功率充电；
电网***的频率偏差在第一频率偏差阈值和第二频率偏差阈值之间时，储能***采用频率下垂控制。
进一步地，所述功率振荡阻尼器输出的有功功率是以电网侧频率作为输入得到的，具体为：
其中，KPOD是POD控制器增益系数，Th是隔直缓解控制参数，Td1和Td2相位补偿的超前环节的控制参数，Td3和Td4是相位补偿的滞后环节的控制参数，TD是传感器时间常数，s是拉普拉斯算子，GPOD是POD的传递函数，fgrid是电网侧频率。
进一步地，POD控制器增益系数KPOD在选取时考虑输出补偿功率容量约束，使其不超过风电***的总输出；同时考虑控制器输出功率对同步机机端电压的影响，使其波动值不越限。
进一步地，当储能***的剩余容量和总电量的比值处于第一阈值和第二阈值之间时，储能***处于相对稳定的闭锁状态；
当储能***的剩余容量和总电量的比值大于第二阈值或者小于第一阈值时，储能***处于非闭锁的活跃状态；
其中，第一阈值小于第二阈值。
进一步地，储能***处于非闭锁的活跃状态时，储能***的剩余容量和总电量的比值下垂控制下储能的输出功率为：
PSOC＝KSOC(SOC-0.5)
式中，KSOC为SOC在自恢复阶段储能出力的下垂系数，SOC是储能***的剩余容量和总电量的比值，表征了储能的充放电深度。
进一步地，第二频率偏差阈值大于第一频率偏差阈值，且所述第一频率偏差阈值和第二频率偏差阈值均大于零。
进一步地，所述电网***的频率偏差在第一频率偏差阈值和第二频率偏差阈值之间时，储能***采用频率下垂控制，具体为：
储能***采用加装POD频率下垂控制；
将电网频率作为输入信号对储能逆变器的输出有功功率进行控制，为***各个振荡模式提供正向阻尼。
根据一些实施例，本发明的第二方案提供了一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制***，采用如下技术方案：
一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制***，包括：
高频抑制模块，被配置为当电网频率高于工频时，采用风机侧功率振荡阻尼器控制策略为主，储能侧控制策略为辅抑制电网低频振荡；
低频抑制模块，被配置为当电网频率低于工频时，采用储能侧控制策略抑制电网低频振荡；
其中，所述风机侧功率振荡阻尼器控制策略，具体为：
将双馈风机定子侧有功功率和功率振荡阻尼器输出的有功功率作为控制环的输入，对双馈风机定子电压进行控制；
利用双馈风机的转子提供虚拟转动惯量增强***的惯性水平，抑制频率变化率在允许范围内；
所述储能侧控制策略，具体为：
电网***的频率偏差小于第一频率偏差阈值和频率变化率小于设定阈值时，且储能***不处于闭锁状态，储能***采用充放电下垂控制；
电网***的频率偏差大于第二频率偏差阈值或绝对频率变化率超出设定阈值时，储能***以最大功率放电；
电网***的频率偏差小于第二频率偏差阈值或绝对频率变化率超出设定阈值时，储能***以最大功率充电；
电网***的频率偏差在第一频率偏差阈值和第二频率偏差阈值之间时，储能***采用频率下垂控制。
根据一些实施例，本发明的第三方案提供了一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法中的步骤。
根据一些实施例，本发明的第四方案提供了一种计算机设备。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法中的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明在双馈风机的控制策略上主要采用转子机侧变流器加装POD的方式，POD输出的有功功率与定子侧有功功率一起作为控制环节的输入，对定子电压进行控制，进而利用风机的转子提供虚拟转动惯量增强***的惯性水平，抑制频率变化率在允许范围内；在储能的控制策略上主要采用下垂控制和最大功率输出相结合，并使用下垂控制平滑运行工况之间的切换过程，减少对电网的冲击和对设备的损耗。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例中考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法的流程图；
图2是本发明实施例中风储***模型；
图3是本发明实施例中附加POD的DFIG的控制结构图；
图4是本发明实施例中安装在风机侧变流器的POD控制器结构图；
图5是本发明实施例中储能***抑制电网低频振荡的控制策略；
图6是本发明实施例中实际地区风速曲线；
图7是本发明实施例中无储能时风机出力；
图8是本发明实施例中所提控制策略的风机出力；
图9是本发明实施例中无储能时电网频率；
图10是本发明实施例中所提控制策略的电网频率。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
如图1所示，本实施例提供了一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法。
本实施例中，该方法包括以下步骤：
步骤S1：当电网频率高于工频时，采用风机侧功率振荡阻尼器控制策略为主，储能侧控制策略为辅抑制电网低频振荡；
步骤S2：当电网频率低于工频时，采用储能侧控制策略抑制电网低频振荡；
其中，在所述步骤S1中，所述风机侧功率振荡阻尼器控制策略，具体为：
将双馈风机定子侧有功功率和功率振荡阻尼器输出的有功功率作为控制环的输入，对双馈风机定子电压进行控制；
利用双馈风机的转子提供虚拟转动惯量增强***的惯性水平，抑制频率变化率在允许范围内；
在步骤S1和步骤S2中，所述储能侧控制策略，具体为：
电网***的频率偏差小于第一频率偏差阈值和频率变化率小于阈值时，且储能***不处于闭锁状态，储能***采用充放电下垂控制；
电网***的频率偏差大于第二频率偏差阈值或绝对频率变化率超出阈值时，储能***以最大功率放电；
电网***的频率偏差小于第二频率偏差阈值或绝对频率变化率超出阈值时，储能***以最大功率充电；
电网***的频率偏差在第一频率偏差阈值和第二频率偏差阈值之间时，储能***采用频率下垂控制。
本实施例首先以风储联合并网***为研究对象，建立双馈风机和蓄电池模型；其次，分析风储***对低频振荡的抑制策略。
建立的模型主要包括同步发电机、风电机组、储能***以及无穷大电网等。其中，同步机和变流器协同调频，分时互补。如图2所示，E∠δE为同步机内电势；Eq,E'q,Efd分别为同步机的空载电动势、暂态电动势和励磁电动势；Ut∠δ为同步机机端电压，为简化分析认为δ为同步机功角；UA∠δA为风储***接入点A处电压；PA为风储***与同步机联合输出至电网总电磁功率；UG∠0为并网点电压；is为同步发电机出口电流；iw为风电场输出电流；iESS为储能***输出电流；iPCC为风储***出口总电流；ig为并网点处电流；x'd和xq为同步发电机d轴暂态电抗和q轴电抗；Zs为同步机等效阻抗；Zw为风电场等效阻抗；ZESS为储能***等效阻抗；Zg为风储***与同步机联合并网点与无穷大电网间电抗，EMS为能量管理***，用于协调控制风储***内部功率交换；Pe为同步机输出电磁功率；Pw为风机输出电磁功率；PESS为ESS输出的有功功率；PPCC为风储***输出总功率。
风储一体化电站中，电池储能***辅助风电接入电网，PPCC由风电出力和储能***共同决定。
PPCC＝PW+PESS (1)
式中，PESS的正负代表储能的充放电状态，为正代表储能放电，为负代表储能充电。
产生功率振荡的物理原因是扰动功率使电网出现了暂时的功率失衡，功率的富余或缺额会导致转子加速或减速，产生振荡现象。通过风电机组和储能***的变流器进行功率控制可以实现***的功率平衡，有效地吸收***过剩的能量或补偿***的缺额能量。
对低频振荡的衡量指标主要包括：频率偏差和频率变化率。对于低频振荡的抑制，现有的控制策略主要包括下垂控制和惯量控制。其中下垂控制主要是增强***的阻尼能力来抑制频率偏差，惯量控制通过增强***的惯性水平来抑制频率变化率。
在非峰荷阶段，部分SG被风电替代，发生扰动时SG原有的稳定控制策略未必可用。为此，可在DFIG(双馈风机)上加装功率振荡阻尼器(power oscillation damper，POD)，实现与SG-PSS类似功能，通过控制DFIG出力来增加***阻尼。
具体地，如图3所示，本实施例风机侧功率震荡阻尼器控制策略，具体为：
在双馈风机的控制策略上主要采用转子机侧变流器加装POD的方式，POD输出的有功功率PPOD与定子侧有功功率Ps一起作为控制环节的输入，对定子电压进行控制，进而利用风机的转子提供虚拟转动惯量增强***的惯性水平，抑制频率变化率在允许范围内。
安装在机侧变流器的POD控制结构如图4所示，它由四个模块组成，第一个模块是POD放大器增益单元，第二个模块是隔直环节，第三、四个模块依次是相位补偿的超前模块和滞后模块。
SG的转子速度与LFO运行工况密切相关，但是ωSG的测量存在通信距离远、传输延迟等问题，所以本专利以电网侧频率fgrid作为输入可获得POD的输出，如式(2)所示，其中，KPOD是POD控制器增益系数，Th是隔直缓解控制参数，Td1和Td2相位补偿的超前环节的控制参数，Td3和Td4是相位补偿的滞后环节的控制参数，TD是传感器时间常数，s是拉普拉斯算子，GPOD是POD的传递函数。
POD控制器增益系数KPOD直接影响控制器阻尼效果，在选取时应考虑输出补偿功率容量约束，使其不超过风电***的总输出；同时应考虑控制器输出功率对同步机机端电压的影响，使其波动值不越限。因此需在上述两点约束下通过频域分析选取阻尼效果最明显的控制系数。
由于风机处于最大功率跟踪状态，一般仅具有向下调节有功出力的能力，风机转子动能、扭转势能的存在短时间内输出功率可以大于最大功率，但向上调节能力有限。所以当电网频率低于工频时，风机加装POD对振荡的抑制能力较弱，需要结合储能***进行调节。储能***的能量流动是双向的，对输出有功功率的调节范围大于风机。
安装在储能变流器的POD控制结构和传递函数与风机类似，工作原理是将电网频率作为输入信号对储能逆变器的输出有功功率进行控制，为***各个振荡模式提供正向阻尼。与风机侧的POD控制不同的是，储能侧的POD控制器还起到下垂控制的作用。
SOC是储能***的剩余容量和总电量的比值，表征了储能的充放电深度。
式中，Ct表示t时刻储能的剩余容量。SOC的值介于0～1之间，当SOC＝0时，电池处于放完电状态，当SOC＝1时，电池处于充满电状态。电池的过充和过放会缩短储能装置的使用寿命，所以工程实践中蓄电池的理想充放电深度为0.1～0.9之间。
当风电机组和常规机组输出功率大于负荷时，储能***需要将多余能量存储起来；当风电机组和常规机组输出功率小于负荷时，储能***需要弥补风电机组和常规机组出力不足的功率，由于风电机组的输出具有很大波动性，因此储能设备需要处于一个非常活跃的状态。
当储能***的剩余容量和总电量的比值处于第一阈值和第二阈值之间时，储能***处于相对稳定的闭锁状态；当储能***的剩余容量和总电量的比值大于第二阈值或者小于第一阈值时，储能***处于非闭锁的活跃状态；其中，第一阈值小于第二阈值。
按照一般规律，当0.45<SOC<0.55时，储能***相对稳定的闭锁状态；当SOC≤0.45或SOC≥0.55时，储能***处于非闭锁的活跃状态。可以理解的是，此处SOC的范围标准是经验值，根据工程实际经验值设定。
储能***处于非闭锁的活跃状态时，SOC下垂控制下储能的输出功率为：
PSOC＝KSOC(SOC-0.5) (4)
式中，KSOC为SOC在自恢复阶段储能出力的下垂系数。
如图5所示，储能侧控制策略，具体为：
本实施例所提储能侧的控制策略主要采用下垂控制和最大功率输出相结合，并使用下垂控制平滑运行工况之间的切换过程，减少对电网的冲击和对设备的损耗。储能下垂控制主要包含SOC下垂控制和加装POD的频率下垂控制。可能的工作过程包含以下几种运行工况，各工况下的储能单元控制运行工况如表1所示。
表1不同典型工况下控制运行工况的切换
| 工况 | 切换条件 | 储能的控制运行工况 |
| 运行工况一 | |Δf|≤fth1且|Δf/Δt|≤kmax | SOC下垂控制 |
| 运行工况二 | Δf>fth2或|Δf/Δt|>kmax | 最大功率放电 |
| 运行工况三 | Δf<-fth2或|Δf/Δt|>kmax | 最大功率充电 |
| 运行工况四 | fth1<|Δf|<fth2且|Δf/Δ|≤kmax | 加装POD的频率下垂控制 |
其中，fth1、fth2为第一频率偏差阈值和第二频率偏差阈值，kmax为频率变化率的阈值，且0<fth1<fth2，kmax>0。可以理解的是，此处的阈值根据国家标准允许的频率偏差范围以及频率变化率的阈值设定即可。
四种运行工况的具体分析如下：
运行工况一是理想频率下，频率偏差和频率变化率都在允许范围内，且储能***的SOC不处于闭锁状态，为保证SOC处于合理区间内对储能进行充放电，此时储能***处于充放电下垂控制运行工况。
运行工况二是在频率偏差大于第二频率偏差阈值fth2或绝对频率变化率超出阈值时储能的控制运行工况，此时***功率产生严重缺额，需要储能以最大功率放电。
运行工况三时在频率偏差小于第二频率偏差阈值fth2或绝对频率变化率超出阈值时储能的控制运行工况，此时***功率过剩，需要储能以最大功率充电。
运行工况四是在频率阈值上限和下限之间时，此时采用频率下垂控制，根据网侧实时频率动态调整储能的出力，以减小功率波动。
综上所述，风储***整体的低频振荡抑制***工作流程如图1所示，在频率高于工频时，采用风机侧POD控制为主、储能侧控制方法为辅的振荡抑制方法；在频率低于工频时，采用储能侧控制的抑制方法。该***能有效抑制电网在小扰动下的低频振荡，且能够平滑切换储能的各个控制模式，减小对电网带来的冲击，增加储能设备的寿命。
仿真：
为了验证所设计控制***方案的正确性及可行性，设定含风机和蓄电池的微电网的拓扑结构和参数数值，在Matlab中搭建了仿真模型。模型中，两个发电厂的有功功率如表2所示。此外，双馈风机采用加装POD结合惯量控制，蓄电池采用下垂控制和最大功率输出相结合。
表2仿真模型中各换流站的有功功率
| 发电单元 | 额定有功功率 |
| 发电厂1 | 30MW |
| 发电厂2 | 50MW |
| 双馈风机 | 2MW, |
| 蓄电池储能 | 1.5MW |
负荷分别为49MW，6MW，24MW，12MW。
本实施例采用的风速模型如图6所示，仿真时间为7s。
双馈异步风力发电机的仿真参数设置为：额定功率2MW，额定电压380V，Rr＝0.0029，Rs＝0.0026，Lm＝0.0025，Ls＝0.0026，Lr＝0.0026，P＝2。
蓄电池与双馈风机在同一并网点并网，在第4s时分别加入小扰动和大扰动，观察功率扰动情况和频率变化情况。对比不同控制策略下的抑制效果，分析***动态特征的规律。如图7所示，无储能时风机受小扰动，出力波动较大；如图8所示，本实施例的控制策略下风机的受小扰动影响明显较小。如图9所示，无储能时受大扰动***的频率变化情况，出现明显失稳；如图10所示，本实施例的控制策略下***频率受大扰动恢复速度较快且能够恢复频率稳定。
实施例二
本实施例提供了一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制***，包括：
高频抑制模块，被配置为当电网频率高于工频时，采用风机侧功率振荡阻尼器控制策略为主，储能侧控制策略为辅抑制电网低频振荡；
低频抑制模块，被配置为当电网频率低于工频时，采用储能侧控制策略抑制电网低频振荡；
其中，所述风机侧功率振荡阻尼器控制策略，具体为：
将双馈风机定子侧有功功率和功率振荡阻尼器输出的有功功率作为控制环的输入，对双馈风机定子电压进行控制；
利用双馈风机的转子提供虚拟转动惯量增强***的惯性水平，抑制频率变化率在允许范围内；
所述储能侧控制策略，具体为：
电网***的频率偏差小于第一频率偏差阈值和频率变化率小于阈值时，且储能***不处于闭锁状态，储能***采用充放电下垂控制；
电网***的频率偏差大于第二频率偏差阈值或绝对频率变化率超出阈值时，储能***以最大功率放电；
电网***的频率偏差小于第二频率偏差阈值或绝对频率变化率超出阈值时，储能***以最大功率充电；
电网***的频率偏差在第一频率偏差阈值和第二频率偏差阈值之间时，储能***采用频率下垂控制。
上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例一所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为***的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行。
上述实施例中对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分可以参见其他实施例的相关描述。
所提出的***，可以通过其他的方式实现。例如以上所描述的***实施例仅仅是示意性的，例如上述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时，可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另外一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。
实施例三
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一所述的一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法中的步骤。
实施例四
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例一所述的一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法中的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，包括：
当电网频率高于工频时，采用风机侧功率振荡阻尼器控制策略为主，储能侧控制策略为辅抑制电网低频振荡；
当电网频率低于工频时，采用储能侧控制策略抑制电网低频振荡；
其中，所述风机侧功率振荡阻尼器控制策略，具体为：
将双馈风机定子侧有功功率和功率振荡阻尼器输出的有功功率作为控制环的输入，对双馈风机定子电压进行控制；
利用双馈风机的转子提供虚拟转动惯量增强***的惯性水平，抑制频率变化率在允许范围内；
所述储能侧控制策略，具体为：
电网***的频率偏差小于第一频率偏差阈值和频率变化率小于阈值时，且储能***不处于闭锁状态，储能***采用充放电下垂控制；
电网***的频率偏差大于第二频率偏差阈值或绝对频率变化率超出阈值时，储能***以最大功率放电；
电网***的频率偏差小于第二频率偏差阈值或绝对频率变化率超出阈值时，储能***以最大功率充电；
电网***的频率偏差在第一频率偏差阈值和第二频率偏差阈值之间时，储能***采用频率下垂控制。
2.如权利要求1所述的一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，所述功率振荡阻尼器输出的有功功率是以电网侧频率作为输入得到的，具体为：
其中，KPOD是POD控制器增益系数，Th是隔直缓解控制参数，Td1和Td2相位补偿的超前环节的控制参数，Td3和Td4是相位补偿的滞后环节的控制参数，TD是传感器时间常数，s是拉普拉斯算子，GPOD是POD的传递函数，fgrid是电网侧频率。
3.如权利要求1所述的一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，POD控制器增益系数KPOD在选取时考虑输出补偿功率容量约束，使其不超过风电***的总输出；同时考虑控制器输出功率对同步机机端电压的影响，使其波动值不越限。
4.如权利要求1所述的一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，当储能***的剩余容量和总电量的比值处于第一阈值和第二阈值之间时，储能***处于相对稳定的闭锁状态；
当储能***的剩余容量和总电量的比值大于第二阈值或者小于第一阈值时，储能***处于非闭锁的活跃状态；
其中，第一阈值小于第二阈值。
5.如权利要求4所述的一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，储能***处于非闭锁的活跃状态时，储能***的剩余容量和总电量的比值下垂控制下储能的输出功率为：
PSOC＝KSOC(SOC-0.5)
式中，KSOC为SOC在自恢复阶段储能出力的下垂系数，SOC是储能***的剩余容量和总电量的比值，表征了储能的充放电深度。
6.如权利要求1所述的一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，第二频率偏差阈值大于第一频率偏差阈值，且所述第一频率偏差阈值和第二频率偏差阈值均大于零。
7.如权利要求1所述的一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，所述电网***的频率偏差在第一频率偏差阈值和第二频率偏差阈值之间时，储能***采用频率下垂控制，具体为：
储能***采用加装POD频率下垂控制；
将电网频率作为输入信号对储能逆变器的输出有功功率进行控制，为***各个振荡模式提供正向阻尼。
8.一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制***，其特征在于，包括：
高频抑制模块，被配置为当电网频率高于工频时，采用风机侧功率振荡阻尼器控制策略为主，储能侧控制策略为辅抑制电网低频振荡；
低频抑制模块，被配置为当电网频率低于工频时，采用储能侧控制策略抑制电网低频振荡；
其中，所述风机侧功率振荡阻尼器控制策略，具体为：
将双馈风机定子侧有功功率和功率振荡阻尼器输出的有功功率作为控制环的输入，对双馈风机定子电压进行控制；
利用双馈风机的转子提供虚拟转动惯量增强***的惯性水平，抑制频率变化率在允许范围内；
所述储能侧控制策略，具体为：
电网***的频率偏差小于第一频率偏差阈值和频率变化率小于阈值时，且储能***不处于闭锁状态，储能***采用充放电下垂控制；
电网***的频率偏差大于第二频率偏差阈值或绝对频率变化率超出阈值时，储能***以最大功率放电；
电网***的频率偏差小于第二频率偏差阈值或绝对频率变化率超出阈值时，储能***以最大功率充电；
电网***的频率偏差在第一频率偏差阈值和第二频率偏差阈值之间时，储能***采用频率下垂控制。
9.一种计算机可读存储介质，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1-7中任一项所述的一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法中的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种考虑风储并网的电网低频振荡抑制方法中的步骤。
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