《一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法》是國家電網公司、江蘇省電力公司、國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院、中國電力科學研究院於2014年11月27日申請的專利，該專利申請號為2014106949354，公布號為CN104518511A，公布日為2015年4月15日，發明人是李群、袁曉冬、李強、張祥文、柳丹、呂振華、吳盛軍、陶以彬、李官軍、胡金杭、周晨、余豪傑、馮鑫振、曹遠志、劉歡、楊波、赫衛國、鄢盛馳。
《一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法》包括如下步驟：S01併網點開關斷開，儲能系統離網狀態下以V/F電壓源模式運行；S02檢測配電網側電壓是否恢復，若配電網側電壓恢復，則採集配電網側電壓，並計算得到三相電壓幅值平均值Ugrid；S03採集併網點開關微網側電壓，並計算得到三相電壓幅值平均值Umicro；採集儲能系統就地側電壓，計算得到三相電壓幅值平均值Uabc；S04進行電壓給定補償，得到電壓控制給定值Uref，其中，Uref=Ugrid+(Uabc-Umicro)；S05將電壓控制給定值Uref分別與儲能系統就地側電壓Ua、Ub、Uc形成電壓閉環，輸出調製波控制儲能系統的輸出電壓，其中Ua為A相電壓幅值、Ub為B相電壓幅值、Uc為C相電壓幅值。提高微電網系統的運行穩定性。
2021年6月24日，《一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法》獲得第二十二屆中國專利銀獎。
（概述圖為《一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法
- 公布號：CN104518511A
- 申請人：國家電網公司、江蘇省電力公司、國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院、中國電力科學研究院
- 發明人：李群、袁曉冬、李強、張祥文、柳丹、呂振華、吳盛軍、陶以彬、李官軍、胡金杭、周晨、余豪傑、馮鑫振、曹遠志、劉歡、楊波、赫衛國、鄢盛馳
- 申請號：2014106949354
- 申請日：2014年11月27日
- 公布日：2015年4月15日
- 地址：江蘇省南京市江寧區帕威爾路1號
- 代理機構：南京縱橫智慧財產權代理有限公司
- 代理人：董建林
- Int. Cl.：H02J3/12(2006.01)I; H02J3/38(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,
專利背景
農村、山區、海島等配電網末端由於網架結構薄弱，常常存在季節性或時段性負荷波動造成的電壓支撐能力不足和供電能力弱、電能質量差的問題。儲能系統能夠同時提供有功和無功支撐，穩定電網末端節點電壓水平，提高配電變壓器運行效率，增強配電網對新能源及分散式電源的接納能力，並可在電網故障或檢修時提供應急電源，是提高典型配電網末端供電能力和供電可靠性的有效技術手段。
在大電網遇到故障停電時，儲能系統通過無縫切換使配電網末端形成一個獨立運行的微電網，並提供電壓和頻率支撐，可降低線路跳閘對配網用戶的影響，在大電網恢復供電後可以通過同期控制實現微電網系統的可靠併網。
儲能系統在同期控制過程中作為主電源離網運行，其通過檢測電網側電壓及輸出側電壓，調節兩側電壓幅值、相位及頻率，使兩側電壓滿足合閘條件後輸出合閘信號完成同期控制，但當儲能系統位於配電網末端且距離併網點較遠時，儲能系統的輸出電壓在併網點位置會產生一定的衰減，此時通過判斷儲能系統輸出側及併網點位置的電壓信息判斷合閘條件，合閘時由於壓差的存在會產生較大的合閘電流，影響合閘成功率，甚至損壞系統中相關設備。
發明內容
專利目的
針對專利背景中的問題，該發明提供一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法，採取補償的方法，準確判斷同期控制過程中的合閘條件，提高配電網末端的儲能系統同期控制過程中的合閘成功率，降低併網衝擊，提高微電網系統的運行穩定性。
技術方案
為實現《一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法》專利目的，達到上述技術效果，該發明通過以下技術方案實現：
一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法，其特徵在於，包括如下步驟：
S01：併網點開關斷開，儲能系統與併網點內側的分散式電源與負荷形成微電網獨立運行，其中，儲能系統離網狀態下以V/F電壓源模式運行；
S02：檢測配電網側電壓是否恢復，若配電網側電壓恢復，則採集配電網側電壓，並計算得到三相電壓幅值平均值Ugrid；
S03：採集併網點開關微網側電壓，並計算得到三相電壓幅值平均值Umicro；採集儲能系統就地側電壓，計算得到三相電壓幅值平均值Uabc；
S04：進行電壓給定補償，得到電壓控制給定值Uref，其中，Uref＝Ugrid+(Uabc-Umicro)；
S05：將電壓控制給定值Uref分別與儲能系統就地側電壓Ua、Ub、Uc形成電壓閉環，輸出調製波控制儲能系統的輸出電壓，其中Ua為A相電壓幅值、Ub為B相電壓幅值、Uc為C相電壓幅值。
優選，步驟S05的具體步驟如下：電壓控制給定值Uref分別與儲能系統就地側電壓的A、B、C三相電壓幅值Ua、Ub、Uc形成單獨的閉環控制，經過PI控制後與額定頻率50赫茲形成的正弦給定相乘，作為調製波進入SPWM控制模組，輸出得到控制脈衝，控制儲能系統三相電壓輸出。
優選，所述儲能系統與併網點開關之間的輸電線路長度達500米以上。
上述方法，通過採集配電網側、併網點微網側、儲能系統就地側的電壓，經過電壓補償計算得到電壓控制給定修正值，以確保同期控制過程中併網點兩側電壓幅值符合合閘閾值，該控制方法可有效提高配電網末端的儲能系統同期控制過程中的合閘成功率，降低併網衝擊，提高微電網系統的運行穩定性。
改善效果
《一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法》的有益效果是：採取補償的方法，準確判斷同期控制過程中的合閘條件，提高配電網末端的儲能系統同期控制過程中的合閘成功率，降低併網衝擊，提高微電網系統的運行穩定性。
附圖說明
圖1是《一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法》的結構示意圖；
圖2是《一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法》同期控制流程圖；
圖3是《一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法》步驟S05的示意圖。
技術領域
《一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法》涉及一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法。
權利要求
1、一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法，其特徵在於，包括如下步驟：
S01：併網點開關斷開，儲能系統與併網點內側的分散式電源與負荷形成微電網獨立運行，其中，儲能系統離網狀態下以V/F電壓源模式運行；
S02：檢測配電網側電壓是否恢復，若配電網側電壓恢復，則採集配電網側電壓，並計算得到三相電壓幅值平均值Ugrid；
S03：採集併網點開關微網側電壓，並計算得到三相電壓幅值平均值Umicro；採集儲能系統就地側電壓，計算得到三相電壓幅值平均值Uabc；
S04：進行電壓給定補償，得到電壓控制給定值Uref，其中，Uref＝Ugrid+(Uabc-Umicro)；
S05：將電壓控制給定值Uref分別與儲能系統就地側電壓的A、B、C三相電壓幅值Ua、Ub、Uc形成電壓閉環，輸出調製波控制儲能系統的輸出電壓，其中Ua為A相電壓幅值、Ub為B相電壓幅值、Uc為C相電壓幅值。
2、根據權利要求1所述的一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法，其特徵在於，在步驟S02中，若配電網側電壓未恢復，則儲能系統按照電壓給定默認值恆壓輸出。
3、根據權利要求1所述的一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法，其特徵在於，在步驟S05中，電壓控制給定值Uref分別與儲能系統就地側電壓的A、B、C三相電壓幅值Ua、Ub、Uc形成單獨的閉環控制，經過PI控制後與額定頻率50赫茲形成的正弦給定相乘，作為調製波進入SPWM控制模組，輸出得到控制脈衝，控制儲能系統三相電壓輸出。
4、根據權利要求1~3任意一項所述的一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法，其特徵在於，所述儲能系統與併網點開關之間的輸電線路長度達500米以上。
實施方式
下面結合附圖和具體的實施例對《一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法》技術方案作進一步的詳細描述，以使該領域的技術人員可以更好的理解該發明並能予以實施，但所舉實施例不作為對該發明的限定。
一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法，主要針對位於配電網末端的儲能系統，其結構示意圖如圖1所示，儲能系統經過一段長距離輸電線路後經併網點開關K1接入配電網系統，其中，優選，所述儲能系統與併網點開關之間的輸電線路長度達500米以上。所述併網點開關K1附近接入了分散式電源及負荷。當併網點開關K1斷開時，即儲能系統離網運行過程中，儲能系統與併網點內側的分散式電源及負荷形成微電網獨立運行，微網運行時會在輸電線路上產生雙向功率流動，影響併網點位置與儲能系統位置處的電壓水平。
如圖2所示，儲能系統同期控制過程電壓修正方法具體包括如下步驟：
S01：併網點開關K1斷開，儲能系統與併網點內側的分散式電源與負荷形成微電網獨立運行，其中，儲能系統離網狀態下以V/F(即輸出電壓跟頻率成正比)電壓源模式運行。
S02：檢測配電網側電壓是否恢復，若配電網側電壓恢復，則採集配電網側電壓，並計算得到三相電壓幅值平均值Ugrid。若配電網側電壓未恢復，則儲能系統按照電壓給定默認值恆壓輸出進行控制。
S03：採集併網點開關微網側電壓，並計算得到三相電壓幅值平均值Umicro；採集儲能系統就地側電壓，計算得到三相電壓幅值平均值Uabc。
S04：進行電壓給定補償，得到電壓控制給定值Uref，其中，Uref＝Ugrid+(Uabc-Umicro)。
S05：將電壓控制給定值Uref分別與儲能系統就地側電壓Ua、Ub、Uc形成電壓閉環，輸出調製波控制儲能系統的輸出電壓，其中Ua為A相電壓幅值、Ub為B相電壓幅值、Uc為C相電壓幅值。
優選，步驟S05的具體步驟如圖3所示，電壓控制給定值Uref分別與儲能系統就地側電壓的A、B、C三相電壓幅值Ua、Ub、Uc形成單獨的閉環控制，經過PI控制後與額定頻率50赫茲形成的正弦給定相乘，作為調製波進入SPWM控制模組，輸出得到控制脈衝，控制儲能系統三相電壓輸出。
儲能系統實時檢測配電網側的電壓，當配電網側電壓恢復正常時儲能系統會自動啟動同期控制過程。
通過採集配電網側、併網點微網側、儲能系統就地側的電壓，經過電壓補償計算得到電壓控制給定修正值，以確保同期控制過程中併網點兩側電壓幅值符合合閘閾值，該控制方法可有效提高配電網末端的儲能系統同期控制過程中的合閘成功率，降低併網衝擊，提高微電網系統的運行穩定性。
以上僅為該發明的優選實施例，並非因此限制該發明的專利範圍，凡是利用該發明說明書及附圖內容所作的等效結構或者等效流程變換，或者直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在該發明的專利保護範圍內。
專利榮譽
2021年6月24日，《一種配電網末端的儲能系統同期控制過程電壓修正方法》獲得第二十二屆中國專利銀獎。
