本發明屬于儲能并網，具體地說是一種儲能電站寬頻振蕩的抑制方法。

背景技術：

1、在整合和優化新能源應用中，儲能發揮著至關重要的作用。通過布置和安裝儲能電站，能夠有效地平衡供需、提高能源的可靠性和穩定性，同時還能支持電網的調節能力，減輕可再生能源的波動性對電網的影響。然而，儲能電站與電網交互的關鍵裝置采用的是電力電子裝置，在參數不適配、電網運行方式復雜等情況下，會出現功率振蕩等不穩定現象，不利于電網穩定運行。

2、目前，通常采用特征值法與時域仿真相結合的方法分析儲能并網系統穩定性的影響因素，用于指導比例積分控制器等關鍵參數整定。但在實際工程中，電網運行方式和用戶負荷在不斷變化，系統阻抗特性的范圍很難在設計階段遍歷。因此，在儲能并網運行后，還經常發生儲能電站發生寬頻振蕩現象，有必要面向實際現場工程，提出一套切實有效的抑制寬頻振蕩的方法。

技術實現思路

1、針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種儲能電站寬頻振蕩的抑制方法，其可在儲能電站發生振蕩之初，通過多種方式提前干預，快速主動在線改變儲能電站的阻抗特性，破壞儲能電站和電網系統之間的諧振關系，進而有效抑制寬頻振蕩的發生。

2、為此，本發明采用如下的技術方案：一種儲能電站寬頻振蕩的抑制方法，其包括：

3、步驟1，正常運行情況下，投入寬頻振蕩檢測系統，實時檢測儲能電站電氣量信號的寬頻振蕩信息；

4、步驟2，若檢測到寬頻振蕩信息且振蕩幅值大于預設值時，通過幅值對比法判斷振蕩為發散、收斂還是等幅形式，若為收斂形式，則不加以調整，屬于正常現象；若為發散或等幅形式，則采用步驟3加以干預；

5、步驟3，將儲能變流器控制系統內pi控制器的比例系數和積分系數切換至事先已輸入的另一套參數；參數切換后，若振蕩仍為發散或等幅形式，則采用步驟4進一步干預；若振蕩變為收斂形式，則不再加以調整；

6、步驟4，根據振蕩發散斜率公式，對步驟3中參數切換后振蕩仍為發散或等幅形式的儲能變流器開展動態閉鎖，以抑制振蕩；同時，剩余未閉鎖的儲能變流器按照最大可長時間過載運行的功率運行，以部分或全部補償有功功率；

7、步驟5，待振蕩完全消失后，開展振蕩原因分析，根據分析結果，再對儲能電站執行恢復策略。

8、優選地，所述的步驟1中，所述的寬頻振蕩檢測系統采用快速傅里葉變換對采集到的電壓和電流信號進行計算，得到振蕩頻率fz和對應幅值am。

9、優選地，所述的步驟2中，所述的幅值對比法采用移動窗口比較模式，即在振蕩頻率fz對應的5個振蕩周波時間窗內，比較5個振蕩周波對應幅值am的變化趨勢；同時，當最新的一個振蕩周波產生時，時間窗內最早的振蕩周波被排除，時間窗始終跟隨最新的時間向前移動。

10、更優選地，所述的步驟2中，在幅值對比法判斷振蕩時，若幅值am逐漸變大，則為發散形式；若幅值am基本不變，則為等幅形式；若幅值am逐漸變小，則為收斂形式；若幅值am先增大后減小，則視為收斂形式；若幅值am先減小后增大，則視為發散模式。

11、優選地，所述的步驟3中，另一套參數中pi控制器的比例系數和積分系數由并網階段的測試工作完成，兩套pi控制器參數(即比例系數和積分系數)所對應的儲能變流器的阻抗特性差異明顯，才能更好地起到振蕩抑制作用。

12、優選地，所述的步驟4中，所述步驟3中參數切換后振蕩仍為發散或等幅形式的儲能變流器為m0臺，其取儲能電站儲能變流器總數n的5％～10％，根據儲能變流器閉鎖數量對儲能電站阻抗特性影響而定。若儲能變流器閉鎖數量少就能較快改變儲能電站阻抗特性，則m0可取小一些，反之，則取大一些。

13、更優選地，所述的步驟4中，根據振蕩發散斜率公式，儲能變流器動態閉鎖個數的計算公式如下：

14、

15、其中，m為儲能變流器動態閉鎖的個數，k1小于0，k2大于0，且p1>p2，dam/dt為振蕩幅值變化的斜率額；k1為振蕩收斂系數，k2為振蕩發散系數，p1為振蕩發散變流器閉鎖系數，p2為振蕩收斂變流器閉鎖系數。整體而言，若振蕩發散越厲害則閉鎖的儲能變流器越多，閉鎖的速度也越快；若振蕩逐漸收斂，則已閉鎖的儲能變流器可以逐漸轉成解鎖，但是，解鎖的個數和速度要低于閉鎖情況。

16、優選地，所述的步驟2中，對電壓而言，所述的預設值取基波額定電壓的5％；對電流而言，所述的預設值取基波實時電流的5％。

17、優選地，所述的儲能電站含有多個儲能單元、靜止無功發生器和升壓變壓器；多個儲能單元和靜止無功發生器接入交流母線，經升壓變壓器后并入高壓電網。

18、更優選地，所述的儲能單元包含儲能電池、儲能變流器和單元變壓器，儲能電池安裝于儲能變流器的直流側，儲能變流器將儲能電池輸出的直流電變換成交流電，經單元變壓器升壓后接入所述的交流母線。

19、與現有技術相比，本發明具有的有益效果如下：本發明能夠在儲能電站發生振蕩之初，通過多種方式提前干預，快速主動在線改變儲能電站的阻抗特性，破壞儲能電站和電網系統之間的諧振關系，進而能有效抑制寬頻振蕩的發生。

技術特征：

1.一種儲能電站寬頻振蕩的抑制方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的儲能電站寬頻振蕩的抑制方法，其特征在于，所述的步驟1中，所述的寬頻振蕩檢測系統采用快速傅里葉變換對采集到的電壓和電流信號進行計算，得到振蕩頻率fz和對應幅值am。

3.根據權利要求1所述的儲能電站寬頻振蕩的抑制方法，其特征在于，所述的步驟2中，所述的幅值對比法采用移動窗口比較模式，即在振蕩頻率fz對應的5個振蕩周波時間窗內，比較5個振蕩周波對應幅值am的變化趨勢；同時，當最新的一個振蕩周波產生時，時間窗內最早的振蕩周波被排除，時間窗始終跟隨最新的時間向前移動。

4.根據權利要求3所述的儲能電站寬頻振蕩的抑制方法，其特征在于，所述的步驟2中，在幅值對比法判斷振蕩時，若幅值am逐漸變大，則為發散形式；若幅值am基本不變，則為等幅形式；若幅值am逐漸變小，則為收斂形式；若幅值am先增大后減小，則視為收斂形式；若幅值am先減小后增大，則視為發散模式。

5.根據權利要求1所述的儲能電站寬頻振蕩的抑制方法，其特征在于，所述的步驟3中，另一套參數中pi控制器的比例系數和積分系數由并網階段的測試工作完成，兩套pi控制器參數所對應的儲能變流器的阻抗特性差異明顯。

6.根據權利要求1所述的儲能電站寬頻振蕩的抑制方法，其特征在于，所述的步驟4中，所述步驟3中參數切換后振蕩仍為發散或等幅形式的儲能變流器為m0臺，其取儲能電站儲能變流器總數n的5％～10％，根據儲能變流器閉鎖數量對儲能電站阻抗特性影響而定。

7.根據權利要求6所述的儲能電站寬頻振蕩的抑制方法，其特征在于，所述的步驟4中，根據振蕩發散斜率公式，儲能變流器動態閉鎖個數的計算公式如下：

8.根據權利要求1所述的儲能電站寬頻振蕩的抑制方法，其特征在于，所述的步驟2中，對電壓而言，所述的預設值取基波額定電壓的5％；對電流而言，所述的預設值取基波實時電流的5％。

9.根據權利要求1所述的儲能電站寬頻振蕩的抑制方法，其特征在于，所述的儲能電站含有多個儲能單元、靜止無功發生器和升壓變壓器；多個儲能單元和靜止無功發生器接入交流母線，經升壓變壓器后并入高壓電網。

10.根據權利要求9所述的儲能電站寬頻振蕩的抑制方法，其特征在于，所述的儲能單元包含儲能電池、儲能變流器和單元變壓器，儲能電池安裝于儲能變流器的直流側，儲能變流器將儲能電池輸出的直流電變換成交流電，經單元變壓器升壓后接入所述的交流母線。

技術總結
本發明公開了一種儲能電站寬頻振蕩的抑制方法。本發明采用的抑制方法，包括：若檢測到寬頻振蕩信息且振蕩幅值大于預設值時，通過幅值對比法判斷振蕩為發散、收斂還是等幅形式，若為收斂形式，則不加以調整，屬于正常現象；若為發散或等幅形式，則采用下一步加以干預；將儲能變流器控制系統內PI控制器的比例系數和積分系數切換至事先已輸入的另一套參數；參數切換后，若振蕩仍為發散或等幅形式，則采用下一步進一步干預；若振蕩變為收斂形式，則不再加以調整；根據振蕩發散斜率公式，對參數切換后振蕩仍為發散或等幅形式的儲能變流器開展動態閉鎖，以抑制振蕩。本發明能有效抑制寬頻振蕩的發生。

技術研發人員：許烽,吳楚楚,汪宗恒,胡明康,何吉祥,任前偉,沈楊臻,查蕾,胡諄,馬匯鍇,陳慶偉,胡俊,張飛,趙德賽,張澤炳,周超萍
受保護的技術使用者：杭州意能電力技術有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28