一二次融合分布式构网型储能方法及装置与流程

本技术涉及配网侧储能领域，尤其涉及一种一二次融合分布式构网型储能方法及装置。

背景技术：

1、变流器控制模式可分为跟网型(grid-following，gfl)和构网型(grid-forming，gfm)。变流器可以采用跟网控制，与电网同步需要锁相环测量并网点的相位信息，在弱电网中会存在稳定问题。在系统强度弱、物理惯性低的电网中，变流器采用构网控制，构网型变流器采用与同步发电机类似的功率同步策略，不需要借助锁相环便可实现同步，辅以储能元件或预留备用容量时，构网型变流器还能为系统提供虚拟惯性和阻尼。

2、配网侧储能装置用于平抑波动性导致的源荷不平衡，在主网停电时作为备用电源提升系统供电可靠性。但当配网侧储能采用跟网型控制时，对外呈现出电流源/功率源特性，缺乏电压动态支撑能力，虽然可以维持静态源荷平衡，但难以维持功率阶跃、主网失电等扰动事件下配电网的电能质量及运行稳定性。

技术实现思路

1、本技术提供一种一二次融合分布式构网型储能方法及装置，以解决利用跟网型控制难以维持扰动事件下配电网的电能质量及运行稳定性的问题。

2、第一方面，本技术提供一种一二次融合分布式构网型储能方法，包括：根据储能装置的有功功率指令值以及瞬时值，控制所述储能装置内电势相位的运动动态；根据所述储能装置的无功功率指令值以及瞬时值，控制所述储能装置内电势电压幅值的运动动态；将所述储能装置的内电势相位以及内电势电压幅值的运动动态与交流主网同步；采集并网点的电压幅值以及频率，并与参考电压幅值以及参考频率进行对比，以得到电压幅值偏差值和频率偏差值；根据所述电压幅值偏差值、频率偏差值对含光伏的配电台区中的分布式光伏装置进行下垂指令计算，得到含光伏的配电台区中的分布式电源参与一次调频的有功功率总额以及一次调压的无功功率总额，所述含光伏的配电台区通过所述并网点连接所述交流主网；根据一次调频的有功功率总额以及一次调压的无功功率总额，对分布式光伏装置进行功率指令分配；对分配后的分布式光伏发电装置进行功率外环控制。

3、可选的，根据储能装置的有功功率指令值以及瞬时值，控制所述储能装置内电势相位的运动动态，还包括：

4、根据所述储能装置的有功功率指令值以及瞬时值，按照下式计算储能装置的内电势旋转速度；

5、

6、根据所述内电势旋转速度，按照下式计算储能装置的内电势相位；

7、

8、其中，pref为储能装置的有功功率指令值，pe为储能装置的有功功率瞬时值，tp为惯量，s为拉普拉斯算子；

9、根据所述内电势相位对内电势相位的运动动态进行控制。

10、可选的，根据所述储能装置的无功功率指令值以及瞬时值，控制所述储能装置内电势电压幅值的运动动态，还包括：

11、根据所述储能装置的无功功率指令值与瞬时值的偏差，按照下式计算所述储能装置的内电势电压幅值；

12、

13、其中，kc为无功幅值控制的控制参数，qref为储能装置的无功功率指令值，qe为储能装置的无功功率瞬时值，s为拉普拉斯算子；

14、根据所述内电势幅值对内电势电压幅值的运动动态进行控制。

15、可选的，将所述储能装置的内电势相位以及内电势电压幅值的运动动态与交流主网同步，包括：

16、根据直流母线电压偏差，利用pi调节器调节并网点控制的所述储能装置的有功功率指令值；

17、按照下式计算所述储能装置的有功功率指令值；

18、

19、其中，kadc为储能控制器增益，τdc为储能系统控制器时间常数，为直流母线电压偏差，s为拉普拉斯算子；

20、根据所述有功功率指令值控制储能装置内电势电压幅值的运动动态，以使所述储能装置的内电势相位以及内电势电压幅值与交流主网的相位以及幅值的运动动态同步。

21、可选的，还包括：采集参考电压幅值以及参考频率。

22、可选的，其特征在于，根据所述电压幅值偏差值、频率偏差值对含光伏的配电台区中的多个分布式光伏装置进行下垂指令计算；

23、按照下式计算所有分布式光伏发电装置一次调频的有功功率总额；

24、ptotal＝gf(f*-fpcc)

25、按照下式计算所有分布式光伏发电装置一次调压的无功功率总额；

26、qtotal＝gv(u*-upcc)

27、其中，gf为有功频率下垂系数，f*为参考频率，fpcc为并网点频率，u*为参考电压，gv为无功频率下垂系数，upcc为并网点电压幅值；

28、得到含光伏的配电台区中的分布式电源参与一次调频的有功功率总额以及一次调压的无功功率总额。

29、可选的，根据一次调频的有功功率总额以及一次调压的无功功率总额，对分布式光伏装置进行功率指令分配，包括：

30、根据分布式光伏发电装置当前有功功率输出值，分布式光伏发电装置当前无功功率输出值；

31、按照下式计算有功功率裕度；

32、

33、按照下式计算无功功率裕度；

34、

35、其中，sn，i为换流器容量，pi为分布式光伏发电装置当前有功功率输出值，qi为分布式光伏发电装置当前无功功率输出值，n为系统中包含分布式光伏发电装置的数量，i为当前分布式光伏发电装置；

36、根据有功功率裕度，按照下式计算分布式光伏发电装置参与一次调频的有功功率；

37、

38、根据无功功率裕度，按照下式计算分布式光伏发电装置参与一次调压的无功功率；

39、

40、其中，pmargin，i为一次调频的有功功率裕度，ptotal为所有分布式光伏发电装置一次调频的有功功率总额，qmargin，i为一次调压的无功功率裕度，qtotal为所有分布式光伏发电装置一次调压的无功功率总额，i为当前分布式光伏发电装置；

41、根据所述一次调频的有功功率以及一次调压的无功功率对分布式光伏装置进行功率指令分配。

42、可选的，对分配后的分布式光伏发电装置进行功率外环控制，包括：

43、按照下式计算所述分布式光伏发电装置的当前有功功率指令值；

44、

45、按照下式计算所述分布式光伏发电装置的当前无功功率指令值；

46、

47、其中，为分布式光伏发电装置当前有功功率指令值，为分布式光伏发电装置当前无功功率指令值，pi为分布式光伏发电装置当前有功功率输出值，qi为分布式光伏发电装置当前无功功率指令值，psingle，i为分布式光伏发电装置参与一次调频的有功功率，qsingle，i为分布式光伏发电装置参与一次调压的无功功率；

48、根据所述分布式光伏发电装置的当前有功功率指令值以及无功功率指令值，对分配后的所述分布式光伏发电装置进行功率外环控制。

49、第二方面，本技术提供一种一二次融合分布式构网型储能装置，包括：构网型储能单元以及分布式光伏能量管理单元；

50、所述构网型储能单元包括储能协调控制模块以及储能硬件模块；所述储能协调控制模块包括有功-相位控制模块、无功-幅值控制模块；所述有功-相位控制模块用于根据储能装置的有功功率指令值以及瞬时值，控制所述储能装置内电势相位的运动动态；所述无功-幅值控制模块用于根据所述储能装置的无功功率指令值以及瞬时值，控制所述储能装置内电势电压幅值的运动动态；所述储能硬件模块将所述储能装置的内电势相位以及内电势电压幅值的运动动态与交流主网同步；

51、所述分布式光伏能量管理单元包括采集模块、分配模块以及控制模块；所述采集模块用于采集并网点的电压幅值以及频率，并与参考电压幅值以及参考频率进行对比，以得到电压幅值偏差值和频率偏差值；所述分配模块用于根据所述电压幅值偏差值、频率偏差值对含光伏的配电台区中的分布式光伏装置进行下垂指令计算，得到含光伏的配电台区中的分布式电源参与一次调频的有功功率总额以及一次调压的无功功率总额；根据一次调频的有功功率总额以及一次调压的无功功率总额，对分布式光伏装置进行功率指令分配；所述控制模块用于对分配后的分布式光伏发电装置进行功率外环控制。

52、由以上技术方案可知，本技术提供一种一二次融合分布式构网型储能方法及装置，所述方法包括：根据储能装置的有功功率指令值以及瞬时值，控制储能装置内电势相位的运动动态，进一步将储能装置的运动动态与交流主网同步；采集并网点的电压幅值以及频率，以得到电压幅值偏差值和频率偏差值，对含光伏的配电台区中的分布式光伏装置进行下垂指令计算，得到含光伏的配电台区中的分布式电源参与一次调频的有功功率总额以及一次调压的无功功率总额，含光伏的配电台区通过并网点连接所述交流主网，以对分布式光伏装置进行功率指令分配，分配后，对分布式光伏发电装置进行功率外环控制。

53、相比配网侧储能装置，本技术提供的一二次融合构网型储能装置具有主动管理、独立构网、电能质量改善技术优势，能够提升主网失电、联络线故障等工况下配电台区的运行弹性，以解决利用跟网型控制难以维持扰动事件下配电网的电能质量及运行稳定性的问题。且本技术无需对逆变器跟网型控制进行改造，可降低存量配电台区的改造成本。