一种具有并网特性的储能型风电场控制方法

摘要

本发明公开了风力发电控制技术领域中的一种具有并网特性的储能型风电场控制方法。该方法通过在风电场交流侧配置储能电池系统，并对储能电池系统的逆变器采取基于同步发电机模型的控制策略，将风电场和储能电池系统等效为虚拟同步发电机，使风电场具备并网接口特性。该方法使风电场的输出功率平滑，有效减小风电场输出功率波动对电网频率的影响；对电网体现同步发电机的特性，可根据系统负荷的波动自动维持系统功率平衡，使系统电压频率稳定。

主权项

一种具有并网特性的储能型风电场控制方法，用于将储能型风电场模拟成虚拟同步发电机以达到风电场输出功率平滑的目的，储能型风电场包括风电场和储能电池系统；储能电池系统包括储能电池和逆变器；通过控制逆变器，将风电场与储能电池系统一起等效为一台虚拟同步发电机；其特征是所述方法包括以下步骤：步骤1：采集储能型风电场输出的无功功率、端电压值和频率；步骤2：将步骤1的采集量代入虚拟同步发电机控制器，经过功频控制器与励磁控制器调节分别得到储能电池功率指令值以及虚拟同步发电机励磁电动势值；步骤3：采集储能电池输出有功功率和逆变器输出电流；步骤4：将储能电池有功功率指令值、虚拟同步发电机励磁电动势值、储能电池输出有功功率和逆变器输出电流，代入虚拟同步发电机本体建模公式，得到虚拟同步发电机的端电压；所述虚拟同步发电机本体建模公式采用同步发电机的二阶机电暂态模型： E · 0 = U · abc + I · L R a + j I · L X s - - - ( 3 ) J dΩ dt = M T - M e - - - ( 4 ) 式（3）是定子电压方程；式（4）是转子机械方程；其中：Uabc为虚拟同步发电机端电压，也即发电机端电压；Ra、Xs为电枢电阻与同步电抗；IL为逆变器输出电流；J为转动惯量；Ω为机械角速度；MT、Me分别为原动机的机械转矩与电磁转矩；步骤5：将步骤4中得到虚拟同步发电机的端电压作为合成调制波给入逆变 器的空间矢量脉宽调制算法，经调制输出具有同步发电机特性的并网电压。